O que precisa acontecer para um corpo neutro se tornar eletrizado positivamente?

Primeiramente, já devemos fazer uma consideração: dois corpos só podem ser eletrizados por contato se ambos forem condutores e um deles já estiver inicialmente carregado.

Note que, no processo de eletrização por atrito, não é feita nenhuma exigência quanto à condutividade dos materiais, que podem ser tanto condutores quanto isolantes, desde que ambos estejam inicialmente neutros. 

A intuição para se compreender o processo de eletrização por contato está baseada no fato de que, ao encostar um condutor no outro, durante esse período em que eles estiverem em contato, eles se comportarão como um único condutor maior.

Além disso, você também deve se lembrar que as cargas elétricas tendem a se distribuir, quase que uniformemente, ao longo da superfície de um condutor, concentrando-se mais nas pontas.

Portanto, ao colocar um condutor carregado em contato com um condutor neutro, as cargas tenderão a se distribuir ao longo da superfície do condutor maior - formado pela união desses dois condutores -, de forma que, após se desfazer o contato e afastar os corpos, ambos estarão eletrizados, com carga de mesmo sinal. 

Vale ressaltar que não existe a exigência de que o segundo condutor esteja inicialmente neutro. As únicas exigências são que todos os corpos devem ser condutores e pelos menos um deve estar inicialmente carregado.

Um problema relativamente comum nos vestibulares é: dada uma configuração inicial de condutores, eles são postos em contato e, então, pede-se a carga de cada condutor após ser desfeito esse contato. Para resolver esse tipo de problema, devemos levar alguns fatos em consideração:

• Nas eletrizações por contato, é válido o princípio da conservação das cargas, o qual afirma que o somatório algébrico (levando em conta o sinal) das cargas antes da eletrização deve ser igual ao somatório depois da eletrização. Esse princípio nos revela que cargas não são perdidas nesse processo, apenas transferidas de um condutor para o outro.
• Após ser desfeito o contato, todos os condutores apresentarão carga de mesmo sinal. 
• Para que esse problema seja resolvível, esses condutores deverão apresentar uma geometria (formato) conveniente, que é o esférico. Para essa geometria, vale uma regra relativamente simples: a carga, após ser desfeito o contato, é proporcional ao raio da esfera. Por exemplo, se um condutor tem raio 1 e outro tem raio 2, o maior deles terá o dobro da carga do menor. 

Com essas ideias, você deverá ser capaz de resolver qualquer exercício de eletrização por contato. Leia, também, os exemplos resolvidos para compreender melhor como aplicar esses princípios numa questão de vestibular.

Por fim, vale destacar um caso particular de eletrização: o contato entre um condutor qualquer e a Terra.

Do ponto de vista da eletrostática, a Terra consiste em um condutor esférico com raio gigantesco, quase infinito quando comparado com qualquer condutor comum.

Nesse sentido, conforme o terceiro princípio - que foi enunciado para a resolução de questões de eletrização por contato - após desfazer o contato de um corpo qualquer, inicialmente carregado, com a Terra, esse corpo passa a ficar eletricamente neutro, pois todas as suas cargas fluem para a Terra, pois ela possui raio muito maior do que o condutor.

Os processos de eletrização são métodos onde um corpo deixa de ser eletricamente neutro e passa a estar carregado positivamente ou negativamente.

Os corpos são formados por átomos e estes são constituídos por elétrons, prótons e nêutrons, que são as principais partículas elementares.

No interior do átomo, chamado de núcleo, ficam os nêutrons e prótons. Os elétrons ficam girando ao redor do núcleo.

Essas partículas apresentam uma propriedade física chamada carga elétrica. Esta propriedade está relacionada ao fato de ocorrer uma força de atração ou de repulsão entre elas.

Os elétrons e os prótons são atraídos entre si. Os nêutrons não são nem repelidos nem atraídos por prótons ou elétrons.

Entretanto, se aproximarmos dois prótons ocorrerá uma força de repulsão e que o mesmo ocorrerá quando aproximamos dois elétrons.

Como os elétrons e os prótons se atraem, dizemos que possuem efeitos elétricos contrários. Desta forma, definiu-se que a carga elétrica dos prótons é positiva e a dos elétrons é negativa.

Os nêutrons por não apresentarem efeitos elétricos, não possuem cargas.

Dizemos que um corpo é neutro quando o número de prótons (carga positiva) é igual ao número de elétrons (carga negativa). Quando um corpo recebe ou perde elétrons ele se torna eletrizado.

Quando aproximamos dois corpos eletrizados com cargas de sinais contrários, observamos que ocorre uma força de atração. Já quando os corpos possuem cargas de sinais iguais, eles se repelem.

Note que a eletrização ocorre pela mudança no número de elétrons e não de prótons. Como estes estão localizados no núcleo dos átomos, por processos de eletrização, não é possível mudar este número.

Veja também: Carga Elétrica

Tipos de Eletrização

Existem três tipos de eletrização: por atrito, por contato e por indução.

Eletrização por Atrito

Os elétrons estão localizados na eletrosfera, que é a parte externa do núcleo e são mantidos girando ao seu redor por forças eletrostáticas. Contudo, esta força vai diminuindo com a distância.

Desta forma, os elétrons mais exteriores da eletrosfera são mais facilmente retirados de sua órbita. Quando esfregamos dois corpos, alguns desses elétrons migram de um corpo para o outro.

O corpo que recebeu esses elétrons ficará carregado negativamente, por sua vez, o que perdeu elétrons ficará carregado positivamente. Portanto, fica carregado positivamente quem perdeu elétrons e não quem ganhou prótons.

Receber ou perder elétrons depende da substância de que é constituído o corpo. Esse fenômeno é chamado de triboelétrico e através de experimentos em laboratório são elaborada séries triboelétricas.

Nesta tabela, os elementos são ordenados de tal modo que adquirem cargas positivas, quando atritadas por um que o segue, e com cargas negativas, quando atritadas por um que o precede na tabela.

Eletrização por Contato

Este tipo de eletrização ocorre quando um corpo condutor está carregado e entra em contato com um outro corpo. Parte da carga irá ser transferida para o outro corpo.

Neste processo, os corpos envolvidos ficam carregados com cargas de mesmo sinal e a carga do corpo que estava inicialmente eletrizado diminui.

Quando os corpos envolvidos na eletrização são condutores de mesmas dimensões e mesma forma, após o contato, terão cargas de mesmo valor.

Na figura abaixo, vemos que a menina ao encostar em uma esfera condutora eletrizada, também ficou carregada com cargas de mesmo sinal da esfera.

Prova disto, é observar que seu cabelo está "arrepiado". Como neste tipo de eletrização as cargas possuem mesmo sinal, os fios passam a se repelirem.

Exemplo

Uma esfera metálica carregada com carga positiva de módulo igual a 6Q é colocada em contato com uma outra esfera neutra, idêntica a primeira. Após o contato, as esferas são novamente separadas. Qual a carga final de cada uma das esferas?

Solução

Ao serem colocadas em contato, parte da carga da primeira esfera será transferida para a segunda esfera, como as esferas são idênticas, cada uma ficará com metade das cargas, ou seja:

Poderíamos ainda, fazer o mesmo processo para eletrizar uma única esfera. Neste caso, seria necessário fazer uma conexão com a Terra (aterramento), para que o condutor ficasse carregado com carga oposta do bastão.

Condutores e isolantes

Quanto à mobilidade das cargas elétricas, os materiais podem ser condutores ou isolantes.

Os materiais que ao serem eletrizados as cargas se espalham imediatamente por toda a sua extensão, são chamados de condutores elétricos, sendo um exemplo os metais.

Outros materiais, ao contrário, conservam o excesso de carga nas regiões onde elas surgiram, neste caso, são chamados de isolantes ou dielétricos.

A madeira e o plástico são exemplos de materiais isolantes. O ar seco também é um bom isolante elétrico, entretanto, aumenta a sua condutividade elétrica quando está úmido.

Tanto na eletrização por contato quanto na eletrização por indução é necessário que os corpos envolvidos sejam condutores.

Como em ambos os tipos de eletrização há necessidade que as cargas tenham mobilidade, nos corpos isolantes, isto não é possível. Portanto, a eletrização dos materiais isolantes só ocorre por atrito.

Para saber mais, veja também:

• Lei de Coulomb
• Carga Elétrica - Exercícios
• Campo Elétrico
• Potencial Elétrico
• Eletricidade
• Eletrodinâmica
• Fórmulas de Física
• Eletrostática: Exercícios
• Força elétrica: o que é e como usar a fórmula

Exercícios Resolvidos

1) PUC/RJ - 2015

Dois bastões metálicos idênticos estão carregados com a carga de 9,0 μC. Eles são colocados em contato com um terceiro bastão, também idêntico aos outros dois, mas cuja carga líquida é zero. Após o contato entre eles ser estabelecido, afastam-se os três bastões. Qual é a carga líquida resultante, em μC, no terceiro bastão?

a) 3,0
b) 4,5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18

Ver Resposta

Como os bastões são idênticos, para encontrar a carga que cada um após o contato, vamos somar todos as cargas e dividir por 3. Assim, temos:

Considere a descrição, abaixo, de dois procedimentos simples para demonstrar possíveis processos de eletrização e, em seguida, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dos enunciados, na ordem em que aparecem.

I - A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Nesse caso, verifica-se experimentalmente que a esfera X é ........ pela esfera Y.
II - A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Enquanto mantida nessa posição, faz-se uma ligação da esfera Y com a terra, usando um fio condutor. Ainda nessa posição próxima de X, interrompe-se o contato de Y com a terra e, então, afasta-se novamente Y de X. Nesse caso, a esfera Y fica ........ .

a) atraída – eletricamente neutra
b) atraída – positivamente carregada
c) atraída – negativamente carregada
d) repelida – positivamente carregada
e) repelida – negativamente carregada

Ver Resposta

Na situação I , como as esferas não se tocam, então as cargas negativas da esfera Y ficam distribuídas mais próximas da esfera X, ocorrendo então atração.

Na situação II, ao ligar a esfera Y com um fio condutor, elétrons da Terra são atraídos pela esfera X, tornando a esfera Y carregada negativamente.

Alternativa c: atraída – negativamente carregada

Rosimar Gouveia

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

O que precisa acontecer para um corpo neutro se torna eletrizado positivamente?

Como um corpo neutro pode ser eletrizado?

Como deixar um corpo eletrizado positivamente?

Quando um corpo se torna positivamente carregado ele?