Eletrostática e processos de eletrização

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Eletrostática e processos de eletrização.
 Autores:
Gabriele Santos da Silva
Jose Talison da Silva
Mateus Nascimento de Oliveira
Thomás Batista de Oliveira
Wilson Linhares dos Santos Jr.
Professor: Jomar Amaral 
Turma 1004
24 de Fevereiro de 2018
Aracaju SE
Índice:
INTRODUÇÃO--------------------------------------------------------------3
OBJETIVOS-----------------------------------------------------------------7
MATERIAIS UTILIZADOS	----------------------------------------------8
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS------------------------------9 	
RESULTADOS E DISCUSSÃO----------------------------------------10
CONCLUSÃO---------------------------------------------------------------12	
BIBLIOGRAFIA-------------------------------------------------------------13
Introdução:
A eletrostática é uma área da física que estuda o comportamento e as propriedades das cargas elétricas que estão, geralmente, em repouso.
A eletricidade estática é o fenômeno do acúmulo de cargas elétricas que pode se manifestar em qualquer material. Ela acontece, principalmente, com o processo de atrito entre materiais e se manifesta em vários fenômenos que ocorrem no cotidiano, às vezes ocorre de forma inofensiva, mas em outros casos sua manifestação pode ser muito perigosa.
Geralmente, a eletricidade estática acontece quando levamos um pequeno choque ao pegar na maçaneta da porta, ao retirar uma blusa de lã e ouvir estalos etc. Isso acontece porque tudo que existe no universo possui uma grande quantidade de carga, mas nem sempre conseguimos notá-las, por causa do equilíbrio que há entre elas.
Essa energia se modifica quando há movimento de cargas elétricas à medida que os elétrons começam a se movimentar, gerando uma corrente elétrica. Nesse caso, a eletricidade passa a ser eletricidade dinâmica ou eletrodinâmica. São exemplos dessa ciência os relâmpagos e as faíscas.
Existem dois importantes princípios da eletrostática que são eles:
Princípio da atração e repulsão: demonstra que cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinal contrário se atraem como mostra na figura 1.
Figura 1: Principio da atração e repulsão.
Princípio da conservação das cargas elétricas: em um sistema isolado eletricamente, a soma das cargas elétricas continua constante, mesmo que sejam alteradas as quantidades de cargas do sistema assim, podemos dizer que a carga elétrica não pode ser criada nem destruída, somente transferida entre corpos como mostra na figura 2.
Figura 2: Principio da conservação das cargas elétricas.
Processos de eletrização:
Eletrização por atrito.
Como o próprio nome diz, atritando-se, ou melhor, colocando-se dois corpos constituídos de substâncias diferentes e, inicialmente, neutros em contato, um deles cede elétrons, enquanto o outro recebe. Ao final, os dois corpos estarão eletrizados e com cargas elétricas opostas como mostra na figura 3.
Figura 3: Eletrização por atrito
Eletrização por contato.
Dizemos que a eletrização por contato é o processo em que um corpo eletrizado é colocado em contato com um corpo neutro. De preferência, devem ser usados dois corpos condutores de eletricidade como mostra na figura 4.
Figura 4: Eletrização por contato 
Eletrização por Indução
A eletrização por indução ocorre quando se aproxima um corpo carregado (indutor) em um corpo condutor neutro (induzido). Nesse momento, cria-se uma separação de carga (polarização) no induzido. Após este procedimento, liga-se o induzido à Terra. Assim, as cargas negativas da extremidade direita do induzido escoam para a terra. Ao se desfazer a ligação à Terra ao mesmo tempo em que se afasta o indutor, surge uma carga resultante no induzido que é chamada de carga induzida, enquanto a carga do corpo que foi aproximado do induzido é chamada de carga indutora como mostra na figura 5.
	
Figura 5: Eletrização por indução 
O campo elétrico designa o local onde as forças elétricas estão concentradas por meio da ação das cargas elétricas puntiformes (corpo eletrizado cujas dimensões e massa são desprezíveis se comparadas às distâncias que o afastam de outros corpos eletrizados).
Dessa forma, o campo elétrico é um tipo de força em que as cargas elétricas geram ao seu redor; trata-se de uma grandeza vetorial, ou seja, possui módulo, direção e sentido, donde as cargas elétricas que se aproximam (elétrons, prótons ou íons) estão sujeitas às forças de interação: seja de atração ou de repulsão.
O sentido do campo elétrico depende exclusivamente do sinal da carga elétrica, por isso, importante notar que o campo elétrico existe por meio de sua interação com uma carga de prova, de modo que as que apresentam mesmo sinal sofrerão uma repulsão, e as cargas, de sinais contrários, sofrerão uma atração, Sendo assim, quando o campo elétrico é criado numa carga positiva ele, terá um sentido de afastamento ou repulsão, por sua vez, quando é gerado numa carga negativa ele, terá um sentido de aproximação ou de atração.
Objetivo:
Estabelecer uma conexão com as aulas teóricas de modo a elucidar com maior clareza os fenômenos da eletrostática e o estudo do campo elétrico.
Materiais utilizados:
Gerador eletrostático tipo Van de Graaff e bastão isolante, conforme a figura 6:
 
Figura 6: Materiais utilizados no experimento.
Fonte: próprio autor.
Procedimento experimental:
O procedimento consistiu em (1) ligar o gerador de eletrostática e ajustar a tensão, com um tempo de espera para elevação da carga do mesmo, e então com um bastão isolante ligado ao ponto central de uma tomada (terra) aproximar do gerador e observar o que acontece entre os dois objetos. Em seguida, (2) foram aproximadas partes do corpo (braço e mão) e também foi observado o aparecimento de faíscas elétricas causadas pela eletrização por indução. Então (3) foi testado o que aconteceria com cabelos, notando que ficaram arrepiados (para cima), pois o corpo fica carregado negativamente com acúmulo das cargas nas pontas dos cabelos, repelindo-se por possuírem mesmo sinal, e assim causando o arrepio.
Resultado e Discussão:
Defina o que é uma superfície equipotencial.
Superfície equipotencial é uma superfície cujos pontos têm todo o mesmo potencial.
Uma carga elétrica, abandonada em um campo elétrico, nunca é deslocada ao longo de uma superfície equipotencial. Porque, quando a carga é deslocada de um ponto A a um ponto B, o trabalho realizado vale:
Numa superfície equipotencial resulta, isto é, não há trabalho sobre a superfície equipotencial. Quando um condutor está eletrizado e a carga elétrica está em equilíbrio na superfície de um condutor, essa superfície é equipotencial. Pois, se não o fosse, a carga não estaria em equilíbrio, mas, em deslocamento.
Explique a ocorrência de relâmpagos e trovões com base nas cargas das nuvens.
Os raios são descargas elétricas geradas pelo atrito de massas de ar nas nuvens, e os trovões resultam da expansão de massas de ar aquecidas pelos raios.
Explique o funcionamento do para-raios.
É um terminal acoplado a uma haste de metal, comumente de cobre ou alumínio, destinado a dar proteção aos edifícios atraindo as descargas elétricas atmosféricas, raios, para as suas pontas e desviando-as, através do subsistema de descidas para o solo através de cabos de pequena resistência elétrica.
Defina o conceito de anodo e catodo.
Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxirredução espontânea produz corrente elétrica. Cátodo é o eletrodo no qual há redução (ganho de elétrons). Os elétrons saem do ânodo (polo negativo) e entram no cátodo (polo positivo) da pilha.
Explique o principio de funcionamento de um eletroscópio.
O eletroscópio de folhas é o instrumento mais comum que pode ser utilizado para detectar e medir cargas elétricas. Ele é constituído por uma esfera condutora, fixada em uma das extremidades de uma barra de metal, também condutora, e duas finasfolhas de metal fixadas na outra extremidade da barra. A esfera condutora e as folhas de metal são separadas por um material isolante.
Conclusão:
Com o experimento devidamente executado, a validade das leis da eletricidade ficaram mais que notáveis. O princípio de atração e repulsão se apresenta com o arrepio dos cabelos (que ficam eletronegativos, assim havendo repulsão), além das descargas elétricas entre o gerador e os objetos aproximados causar balanceamento elétrico entre o gerador e a Terra, demonstrando que mesmo um meio isolante como o ar pode tornar-se condutor se submetido a tensões elevadas o suficiente.
Bibliografia:
JÚNIOR, Joab Silas da Silva."Conservação da carga elétrica"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/conservacao-carga-eletrica.htm>. Acesso em 24 de fevereiro de 2018.
SILVA, Domiciano Correa Marques da."Processos de eletrização"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/processo-eletrizacao.htm>. Acesso em 24 de fevereiro de 2018.
SILVA, Domiciano Correa Marques da."Eletroscopia"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/eletroscopia.htm>. Acesso em 24 de fevereiro de 2018.
Boylestad, Robert L. Introdução à Análise de Circuitos - 10ª Edição. Pearson Education.
Markus, Otávio. Circuitos Elétricos - Corrente Contínua e Corrente Alternada - Teoria e Exercícios. Editora Érica.
Kienitz, Karl Heinz. Análise de circuitos: um enfoque de sistemas - 2ª edição (GRATUITO - ONLINE). Instituto Tecnológico de Aeronáutica.
Capuano, Francisco Gabriel; Marino, Maria Aparecida Mendes. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. Editora Érica
Lévy-Leblond, J. M., & Butoli A. (1991). A Electricidade e o Magnetismo em Perguntas. Lisboa, Portugal: Gradiva.
Maciel, N., Villate, J. E., Azevedo, C., & Barbosa, F. M. (2009). Eu e a Física 12. Porto, Portugal: Porto Editora.