Processos de eletrização

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ANDRÉ LUIZ LOPES PEGO, FRANCISCO GABRIEL SANTOS MELO, GUSTAVO JOSÉ DOS SANTOS, LEONARDO A. MOLINARI E RUAN LUCAS V. OLIVEIRA.
LABORATÓRIO 1
PROCESSO DE ELETRIZAÇÃO
Relatório apresentado como parte da avaliação da disciplina de Laboratório de Física III, do curso de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de Sinop, ministrado pelo docente Muriel André de Moura.
Sinop, MT
Abril, 2019.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Dentre todos os fenômenos que ocupavam os físicos, a eletricidade foi o que trouxe mais contribuições fundamentais para a física no século XVIII. Na metade deste século, o estudo dos fenômenos elétricos era um dos ramos principais da física experimental. O estudo intensivo e as demonstrações públicas de descargas elétricas, choques e outros efeitos tornou-se possível graças à invenção e aperfeiçoamento de grandes máquinas elétricas. 
Porém eram desconhecidos os mecanismos que causavam estes efeitos e, por isso, muitos autores do período tentaram elucidar os efeitos que a matéria sutil invisível poderia produzir. Ninguém sabia ao certo qual seria a causa misteriosa de tais fenômenos. Os efeitos elétricos podiam ser transmitidos a grandes distâncias através de fios metálicos ou mesmo através de corpos humanos indicando que a eletricidade poderia ser uma espécie de fluido especial e diferente da matéria comum.
Agora entrando no verdadeiro contexto deste relatório, podemos definir Eletrização como o processo de um corpo retirar ou acrescentar elétrons a outro corpo neutro. Quando um corpo ganha elétrons, se diz que ele foi eletrizado negativamente, pois um número de elétrons nele é maior que o número de prótons. E quando um corpo perde elétrons, o número de prótons no corpo é maior que o de elétrons, então se diz que ele está positivamente eletrizado. Os processos de eletrização de corpos são: atrito, contato e indução. O primeiro ocorre pela fricção de um corpo ao outro, sendo que os corpos adquirem cargas opostas. O segundo se dá somente pelo contato de um corpo ao outro, onde a transferência de cargas ocorre. E por último o processo de indução, o corpo adquire carga de um condutor induzido. A ferramenta mais comum para detectar se um corpo está neutro ou eletrizado é o eletroscópio, o tipo pêndulo (pêndulo eletrostático) e o tipo de folhas. 
Para definir melhor os processos de eletrização, é descrito seus tipos e métodos a seguir. Eletrização por contato: de acordo com a física moderna, os átomos e as moléculas que constituem os materiais têm estruturas diferentes que lhes dão diferentes propriedades. Uma dessas diferenças é a força de atração que exerce sobre os elétrons que se localizam nas camadas mais distantes dos núcleos. Assim, quando dois corpos de materiais diferentes, eletricamente neutros, são postos em contato muito próximo, fortemente pressionado um contra o outro, as suas camadas eletrônicas superficiais também ficam muito próximas. Por isso os elétrons de um corpo podem migrar para o outro. 
A figura 1 a seguir ilustra como pode ocorrer esse processo:
Figura 1: como ocorre a eletrização por contato.
Uma forma bastante eficiente de eletrizar um corpo é esfregá-lo fortemente em outro, o que podemos chamar de eletrização por atrito. A característica da eletrização por atrito é a obtenção de dois corpos com cargas elétricas opostas a partir de corpos eletricamente neutros. A figura 2 a seguir ilustra esse processo:
Figura 2: ilustração de eletrização por atrito.
Já na eletrização por indução não há contato direto entre os corpos. Basta aproximar um corpo carregado, o indutor, de um corpo neutro a ser carregado, o induzido. O induzido deve estar temporariamente ligado a um corpo maior que lhe forneça elétrons ou que dele o receba num fluxo provocado pela presença do indutor. Caso contrário, o induzido apenas se manterá eletricamente polarizado enquanto o indutor estiver presente. Vale ressaltar que neste tipo de eletrização o corpo induzido sempre adquire carga oposta ao indutor.
A figura 3 representa essa situação:
Figura 3: eletrização por indução.
Esses diferentes processos de eletrização podem ser produzidos mecanicamente, por meio de máquinas ou geradores eletrostáticos, dispositivos atualmente em desuso, mas que ainda tem interesse didático e histórico.
OBJETIVOS
O objetivo de deste trabalho, consiste em conhecer e distinguir os processos de eletrização por atrito, contato e indução, analisar o comportamento dos corpos eletrizados com devida carga, através de base teórica e principalmente experimentos com materiais isolantes, condutores, eletroscópio e o gerador de Van de Graaff. 
MATERIAIS 
Canudo plástico;
Papel guardanapo;
Eletroscópio de folhas e pêndulo;
Estilhaço de papel comum e alumínio;
Bastão de PVC, polipropileno, acrílico, vidro e poliacetal; 
Suporte horizontal para canudo.
METODOLOGIA
Eletrização por atrito
Corta-se o papel alumínio em pequenos pedaços e colocarem sobre uma região plana, ao atritar toda a área de contato do canudo, exceto onde ficam os dedos, com o papel guardanapo. Vale atritar com o cabelo que possuirá os mesmo efeitos. Logo em seguida, aproximar o canudo energizado próximo aos papéis picados, eles se atrai em direção ao canudo até que estejam “grudados”. Os pedacinhos de papel são atraídos devido cada um deles estarem com propriedades elétricas neutra, ou seja, com mesmo número de cargas negativas e positivas. O canudo deverá deslocar os pedaços de papel. Depois, descarregar o canudo com mão e atritar novamente com papel guardanapo e aproxima-lo de uma parede ou vidro, o qual deverá ficar “preso” na parede. Em seguida analisar se o ambiente estivesse úmido ou muito quente, o canudo eletrizado ficará seguro a parede. 
Eletrização por contato
A eletrização por contato é um processo de uma experiência física que pode ser feito através do eletroscópio de alumínio. Este é composto por um suporte semelhante a um pêndulo, onde o mesmo tem uma esfera de isopor coberta por uma folha de alumínio, esta esfera fica presa ao tripé por uma linha de nylon, que na extremidade do suporte fica presa uma base de arame tipo ”j”. Após montar toda a base do experimento, deve se pegar um canudo de plástico e atritar com uma folha de papel e observar o que acontece. Após isso, descrever em forma de desenho os movimentos que as cargas elétricas exerceram. Após algum tempo realizando a experiência de atração e contato, esperasse que ambos começar a se repelir, explique por que. Finalizado os testes, deverá ser feito para os seguintes materiais e observar seus tipos de cargas geradas através do atrito. Os materiais são Vidro, PVC, Polipropileno e Acrílico, todos atritados com papel.
Eletrização por indução 
	Como bastão de poliprileno com um orifício centro sobreposto ao um suporte de haste, se pega um canudo de plástico e um papel toalha e atritam ambos os materiais entre-se. Logo em seguida aproxima-se o bastão de polipropileno, e analisar o que acontece. O bastão de polipropileno deverá se atraído pelo canudo. Depois se retira o bastão e eletrize-o com o papel toalha, apenas umas das extremidades. Coloca-se o bastão novamente na haste horizontal, pegue-se de poliacetal e atrite-se com papel toalha e aproxime-se do bastão na haste horizontal depois se aproxima o canudo eletrizado próximo ao bastão horizontal e analisar o que acontece. Logo em seguida, eletrizar os bastões de vidro, de PVC, de poliacetal e de acrílico. E aproxima cada um deles do bastão horizontal de polipropileno eletrizado com papel toalha. E analisar se o de acrílico é positivo ou negativo e fizer o mesmo analise com os bastões de vidro, PVC, poliacetal. Observando se as cargas são negativa ou positiva.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Ao analisar o que acontece com a eletrização por atrito, quando se aproxima o canudo eletrizado em relação aos papeis alumínio são atraídos e grudados no canudo. A força elétrica foi responsável pela atração em direção ao canudo, os pedaços de alumínio estão cargas neutras e o canudo carga negativa. Ao atritar objetosdiferentes os sinais da carga são opostos e atritando o canudo com papel toalha, o papel cede elétrons para o canudo. Jogando o canudo na parede, ele fica grudado acontece quando o material externo uma carga neutra que segura o canudo fixo até uma força externa interfira. A umidade do ar pode influenciar e absorver as cargas neutralizando o canudo antes que chega à parede. 
A eletrização por contato acontece quando o canudo carregado negativamente atrai a esfera que possui uma carga inicialmente neutra, o canudo recebe cargas positivas da esfera e esfera fica carregada negativo. Com o tempo a esfera começa a conter carga negativa e começa a se repelir do canudo, isto acontece após o contato. Quando aproximado um vidro atritado no papel, a esfera se atrai, da mesma forma como o canudo, no entanto ao contrário devido o vidro estar atraindo a carga negativa da esfera e deixando-a positivamente carregada. Com um pêndulo duplo, ao aproximar o canudo negativamente a primeira esfera é atraída e segunda esfera é repelida, isso acontece, pois quando o canudo se aproxima as cargas positivas da primeira vão para o lado do canudo, já o lado negativo para o lado da segunda, dessa forma, se repelindo com as cargas negativas da segunda esfera. 
A eletrização por indução é através da Lei de Coulomb que pode determinar a força elétrica que se envolve no processo de eletrização. O bastão de polipropileno é atraído pelo o canudo, pois o bastão neutro e o canudo negativo. Por esses motivos todo objeto com carga neutra pode ser atraído por outro objeto independente da carga que possua. O bastão de polipropileno se repele ao canudo quando o bastão é atritado com papel, adquirindo carga negativa.
Colocando um bastão de polipropileno neutro em uma haste horizontal, ao aproximar o canudo negativamente, tende a se atrair. Quando atrita o bastão com papel este fica carregado e aproximando o canudo, ambos se repelem, pois tem a cargas negativas. Agora quando se atrita um bastão de vidro e aproxima de um bastão de polipropileno, estes tende atrair e são positivos. Quando se aproxima outro bastão de acrílico, estes tende a se atrair e são positivos. Quando se aproxima um de PVC, estes tende repelir e são negativos. Isto acontece somente quando o bastão de polipropileno é atritado com o papel toalha e recebe uma carga positiva.
CONCLUSÃO
Por meio dos experimentos realizados, podemos mostrar a existência de cargas elétricas, bem como suas propriedades de atração e repulsão. Também podemos dizer que os fenômenos elétricos só podem ser observados em determinadas condições, ou seja, para que haja repulsão ou atração entre dois ou mais materiais é necessário que a somatória de suas cargas não seja nula, ou seja, é preciso que haja cargas positivas ou negativas em excesso no material.
Todos os experimentos serviram para observar e comprovar a existência de cargas elétricas, bem como seu comportamento em diferentes tipos de materiais. E que para se observar os fenômenos eletroestáticos é necessário o uso de diferentes tipos de materiais e em condições favoraveis. Sendo assim foi possivel observar e compreender as propriedades das forças de atração e repulsão entre dois ou mais materiais.
 
 Foi possível observar e analisar os processos de eletrização por atrito, contato e indução, nos experimentos realizados, que contém conceitos importantes para a compreensão do estudo de eletricidade. Podemos concluir que o resultado foi muito satisfatório, e através destes experimentos provou – se que a eletrostática é um importante ramo da física visto que há diversos efeitos eletrostáticos que são aplicados no cotidiano.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
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