Relatório Completo Eletrostática

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ELETROSTÁTICA 
Alana Indah Boaventura, Anderson Souza, Thiago Dieminger Albring 
Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA 
Engenharia Mecânica 
CEP 97546-550, Alegrete – RS 
Brasil 
e-mail: alanaboaventura@hotmail.com, andbahia_10@hotmail.com, thiagodalbring@hotmail.com 
 
Resumo – O seguinte artigo tem como objetivo relatar 
os experimentos que comprovam na prática o 
comportamento das cargas elétricas dentro da 
eletrostática, que tem como princípio o equilibrio 
dessas e o comportamento da atração e repulsão nos 
corpos. Tais corpos podem ser eletrizados das seguintes 
maneiras: Atrito, contato e indução. 
Palavra-Chave – Atrito, Cargas elétricas, Condução, 
Eletrização, Eletrostática, Indução. 
ELECTROSTATICS 
Abstract – The following article aims to report 
experiments that demonstrate the practical behavior of 
electrical charges within the electrostatic, whose 
principle is the balance of these and the behavior of 
attraction and repulsion in the bodies. Such corpses 
can be electrified in the following ways: friction, 
contact and induction. 
 
 Keywords –Friction, Electric charge, Conduction, 
Electrization, Electrostatics Induction. 
I. Introdução 
 Os efeitos da eletrostática são observados desde a 
antiguidade clássica em diversos fenômenos naturais, mas 
devido à falta de recursos tecnológicos na época, tais 
estudos não eram muito aprofundados e os resultados 
encontrados eram obtidos geralmente de forma empírica. 
Apesar de não se saber tudo a respeito da eletrostática, 
atualmente há um maior conhecimento sobre o assunto 
explicado através de teorias e comprovações práticas. 
 A seguir podemos ver alguns conceitos importantes para 
o entendimento dos experimentos realizados. 
 Os átomos são formados por uma grande quantidade de 
partículas. Dentre elas as mais conhecidas são o 
próton (carga positiva), o elétron (carga negativa) e 
o nêutron (carga nula). Quando o número de prótons em 
um átomo é igual ao número de elétrons, este se encontra 
no estado neutro. Pode-se estender este raciocínio à 
matéria em geral. Esta condição é chamada de Equilíbrio 
Eletrostático. 
 A eletrostática baseia-se em três princípios básicos: 
Conservação de cargas elétricas, atração e repulsão. 
 O principio da conservação de cargas define que em um 
sistema isolado a soma das cargas é constante. Nos outros 
dois princípios observa-se respectivamente que cargas de 
sinais contrários se atraem e de mesmo sinal se repelem 
[1]. 
 Os corpos na maioria das vezes estão neutros, isso 
impede que fenômenos elétricos sejam notados, deve se 
então gerar um desequilíbrio entre a quantidade de prótons 
e elétrons no interior do material. 
 Se um corpo é carregado positivamente significa que 
perdeu elétrons e estando carregado negativamente 
recebeu elétrons [2]. 
 O desequilíbrio entre as cargas é possível a partir de um 
processo chamado de Eletrização, que pode ocorrer de três 
maneiras: atrito, contato e indução. 
 A eletrização por atrito ocorre devido à eletrovalência, 
capacidade de doar ou receber elétrons, dos materiais, 
onde um corpo ficará eletrizado positivamente e o outro 
negativamente. A eletrização por contato necessita que um 
dos corpos esteja eletrizado e o outro neutro, o corpo 
eletrizado atrairá as partículas de sinais contrários 
presentes no corpo neutro até que ambos fiquem como o 
mesmo potencial elétrico. De diferente modo, no processo 
de eletrização por indução um corpo eletrizado, indutor, é 
posto próximo (sem contato) a um corpo neutro, o 
induzido, o indutor atrairá as cargas de sinal contrário no 
induzido, polarizando-o. 
 Tais métodos de eletrização são empregados de acordo 
com o resultado que se deseja obter [3]. 
 
 
Conceitos preliminares a respeito dos dispositivos 
utilizados nos experimentos: 
 O gerador Van de Graaff é um dispositivo eletrostático, 
que foi projetado para produzir altas tensões elétricas e 
torna-lá disponível para experimentos. O gerador é 
composto por: uma correia de material isolante, dois 
roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas 
metálicas e uma coluna de apoio. A seguir pode-se ver a 
ilustração do gerador de Van de Graaf, representado na 
fig.1. 
 Seu princípio de funcionamento se baseia na 
excitações por atrito, ou seja: Através da movimentação da 
correria que é eletrizada por atrito na parte inferior do 
gerador, ao atingir a parte superior, as cargas elétricas que 
surgiram com o processo de eletrização são transferidas 
para a superfície interna do metal, sendo então distribuídas 
para toda a superfície da cúpula que fica carregada de 
cargas elétricas. [4] 
 
Fig. 1. Imagem ilustrativa do Gerador de Van de Graaff. 
 O eletroscópio é um aparelho destinado a indicar se um 
corpo está ou não eletrizado. Os eletroscópios mais 
comuns são o pêndulo eletrostático e o eletroscópio de 
folhas. 
 O pêndulo eletrostático constitui numa esfera de isopor 
ou cortiça, que é presa em um fio de náilon, preso em uma 
haste firme. Este pêndulo funciona como um indutor, e 
quando é preciso saber se o corpo está ou não eletrizado, 
deve-se aproximá-lo da esfera. Se a esfera continuar em 
repouso quer dizer que o corpo está neutro, agora se a 
esfera for atraída pelo corpo significa que o mesmo está 
eletrizado. [5] 
 O eletroscópio de folhas é composto por duas finas 
lâminas de alumínio presas numa das extremidades de uma 
haste metálica, sendo que na outra extremidade dessa 
mesma haste é presa uma esfera de material condutor, 
representado na figura 2. Este sistema é acondicionado 
dentro de um recipiente de vidro totalmente isolado. 
Quando aproxima-se um corpo eletrizado da esfera 
condutora, as lâminas de alumínio do eletrocópio se 
abrem, pois o corpo eletrizado induz na esfera condutora 
cargas de sinal contrário às dele, produzindo assim a 
repulsão entre as folhas. 
 
Fig. 2. Imagem ilustrativa do eletroscópio de folhas. 
 Serão apresentadas algumas experiências que 
demostram esses efeitos, os quais serão descritos e 
esclarecidos brevemente nesse artigo, que visa o 
entendimento do comportamento e as propriedades de 
cargas elétricas em repouso, ou dos corpos que se tornam 
eletrizados de alguma maneira. 
II. Metodologia de Implementação 
 
A. Experimento 1 
 
 Uma flanela de tecido foi atritada em um canudo de 
plástico, para assim eletrizar o mesmo com uma carga 
desconhecida, depois o canudo foi aproximado sem tocar à 
cúpula do gerador ligado. Após esse procedimento foi 
observado que o canudo se afastava da cúpula quando se 
tentava o contato entre eles, se repelindo mutuamente, esse 
fenômeno ocorreu pelo motivo de que tanto o canudo 
quanto a cúpula estavam eletrizados com cargas de mesmo 
sinal, comprovando assim a lei de atração e repulsão [6]. 
 
B. Experimento 2 
 Foi atritado, em um só sentido, dois canudos plásticos a 
uma folha de papel. Ao aproximar uma haste na outra, 
notou-se uma reação de repulsão, isso acontece por terem a 
mesma carga, ou seja ambos canudos receberam cargas 
elétricas negativas da folha de papel. Exemplo disso no 
cotidiano é quando se esvazia um saco de arroz, percebe-se 
que alguns grãos ficam grudados no saco plástico devido 
ao atrito gerado, assim ficando os grãos eletrizados [7]. 
 Ao aproximá-las de uma superfície neutra (parede), na 
teoria formar-se-ia o dipolo e elas se fixaram, devido à 
atração por cargas diferentes. 
 
 
C. Experimento 3 
 Utilizou-se um pêndulo eletrostático, que possui uma 
lâmina circular de alumínio presaentre os dois por uma 
linha, em seguida foi aproximado do globo do gerador de 
Van de Graaff. Constatou-se que como o globo estava 
eletricamente carregado e a lâmina de alumínio estava 
inicialmente neutra ocorreu uma indução no alumínio e por 
causa disso, uma atração à medida que o alumínio era 
aproximado em direção do globo, representado na Fig. 3. 
Porém, no lugar da lamina de alumínio, uma esfera de 
um material isolante aconteceria à polarização das cargas 
elétricas da esfera. 
 
 
Fig. 3. Imagem ilustrativa da distribuição de cargas na lâmina 
circular de papel alumínio. 
 
D. Experimento 4 
 Utilizando uma régua de plástico previamente 
eletrizado, esta foi aproximada á haste superior do 
eletroscópio, sem tocá-la, verifiou-se que ao aproximar a 
régua previamente eletrizada negativamente ao cobre, 
repeliu os elétrons contidos na haste, polarizando o corpo. 
Os elétrons repelidos ao se aproximarem da lamina de 
alumínio atraíram os prótons de seu interior juntando 
assim as duas bandas da lamina. 
 Com essa observação se evidencia e se comprova a lei 
de atração e repulsão, pois o único motivo pelo qual as 
laminas afastavam-se era que as suas cargas elétricas 
possuíam o mesmo sinal. [8]. 
E. Experimento 5 
 Uma régua foi tocada na cúpula do gerador ligado para 
torná-la eletrizada e depois a mesma foi posta em contato 
com a haste superior de um eletroscópio. Após esse 
procedimento se observou que nada aconteceu às duas 
hastes inferiores do eletroscópio por um motivo 
desconhecido até aquele momento (vale lembrar que as 
condições do laboratório no momento do experimento não 
eram ideais, apresentando umidade excessiva levando a 
resultados inesperados). Teoricamente as duas lâminas 
deveriam se afastar, pois estariam carregadas com cargas 
de mesmo sinal comprovando assim a lei de atração e 
repulsão [6]. 
F. Experiência 6 
 Foi acoplada ao gerador de Van de Graaff uma hélice 
com extremidades pontiagudas, semelhante a uma cruz 
suástica. Quando foi ligado o gerador se observou que 
devido à parte externa da cúpula do gerador estar 
carregada positivamente e também ao formato geométrico 
da hélice ser pontiagudo, ocorreu uma concentração de 
cargas elétricas nas extremidades fazendo com que essa 
mesma concentração liberasse elétrons, dessa forma 
ionizando a atmosfera em volta das pontas da hélice com 
carga de mesmo sinal. Assim com elétrons liberados e 
atmosfera ionizada de mesma carga houve repulsão entre 
eles, promovendo um giro na hélice de forma que essa 
movimentação circular se dava em sentido oposto às 
pontas da mesma, esse movimento foi proporcionado 
também por causa da ação da força elétrica entre as cargas 
envolvidas [6]. 
 
III. Conclusão 
 Através dos experimentos realizados foi possível 
observar e compreender o princípio de funcionamento de 
alguns dispositivos básicos, a exemplo do pêndulo 
eletrostático, eletroscópio e o gerador de Van de Graaf, 
para consequentemente entender de forma bem sucinta os 
fenômenos que ocorrem na eletrostática, os quais são de 
grande importância para aplicação em diversos setores da 
ciência e indústria, tais como: fotocopiadora, pintura 
eletrostática, proteção contra raios, motores eletrostáticos e 
maquinas de raios-X. 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS 
[1] Princípios da eletrostática 
<http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/fenom
enos/principios/>. Acessado em 12/07/13 as 
17:30. 
[2] Processos de eletrização 
<http://www.brasilescola.com/fisica/processo-
eletrizacao.htm>. Acessado em 12/07/13 as 
17:53. 
[3] Eletrização por atrito, contato e indução 
<http://educacao.uol.com.br/fisica/eletrizacao-
eletrizacao-por-atrito-contato-e-inducao.jhtm>. 
Acessado em 12/07/13 as 18:24. 
[4] O gerador de Van de Graaff 
<http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/o-
gerador-van-graaff.htmf>. Acessado em 12/07/13 
as 19:00 
[5] Eletrostática 
<http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-
escolares/fisica/tv-fisica/eletroscopio.html>. 
Acessado em 12/07/13 as 19:15. 
[6] Experimentos propostos referentes à eletrostática 
< http://fisicaeletro.blogspot.com.br/2011/06/ 
experimentos-propostos-referentes.html>. 
Acessado em 15/07/13 as 8:43 
[7] Noções de eletrostática 
<http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnic
aAula. html?aula=4782>. Acessado em 15/07/13 
as 9:03 
 
[8] Eletrostática 
<http://www.dfq.feis.unesp.br/docentes/MarceloII
/01-Eletrostatica.pdf>. Acessado em 15/07/13 as 
10:01.