Cargas elétricas
Provavelmente você já fez a experiência de atritar um pente de
plástico (penteando-se ou simplesmente friccionado-o no cabelo) e
aproximá-lo de pequenos pedaços de papel. Ou já teve a desagradável
experiência de levar um "choque" ao fechar a porta de seu carro ou ao
aproximar a mão de um portão de ferro em dias secos.
Ambos os efeitos descritos acima estão ligados ao que chamamos de cargas elétricas.
Este fenômeno já havia sido reportado por Thales de Mileto
por volta de 600 a.C. Ao se friccionar uma pele de animal em âmbar,
este adquiria a capacidade de atrair pequenos pedaços de palha ou fios
de cabelo. E ao se atritar por um tempo prolongado era possível
verificar faíscas ao aproximar o âmbar de outros objetos. A este
fenômeno os gregos deram o nome de Eletricidade que deriva da palavra grega Elektron (ηλεκτρον), que significa âmbar .
Em 1600 William Gilbert (1544 - 1603), médico da corte na Inglaterra, menciona em seu tratado De Magnete que outros corpos também podem ser eletrizados pelo atrito, como o vidro, o enxofre e o lacre. E em 1733, Charles François du Fay
(1698 - 1739), mostrou que 2 pedaços de um mesmo material, por exemplo o
vidro, quando atritados com tecido repeliam-se ao serem aproximados.
Mas quando o vidro e o âmbar, por exemplo, eram aproximados após serem
atritados, atraiam-se. Donde concluiu que existiam dois tipos de carga,
às quais deu o nome de "vítrea" para as que formam-se no vidro e de "resinosa" para as do âmbar. E que, cargas de mesmo tipo repelem-se e cargas de tipos diferentes atraem-se. Coube a Benjamin Franklin (1706 - 1790) a denominação atual destas cargas. De positiva para a vítrea e de negativa para a resinosa.
Mas como formam-se estas cargas?
Os corpos na natureza tem quantidades iguais de cargas positivas
(prótons) e negativas (elétrons), por isto são neutros e não apresentam
as propriedades de atração e repulsão elétricas. Porém o contato entre
determinados materiais faz com que cargas de um tipo sejam transferidas
de um material para outro resultando num desequilíbrio elétrico em ambos
os corpos. O objetivo de atritar um material no outro é meramente
aumentar o contato. Franklin concluiu por experiências que nesta
transferência de cargas entre os dois corpos, a quantidade de cargas de
um tipo transferidas a um corpo é igual à quantidade de cargas do tipo
contrário verificadas no primeiro. Constituindo assim um dos princípios
fundamentais da física, a 'Conservação da Carga Total'.
Franklin acreditava que eram as cargas positivas que "fluíam" de um
material para outro. Hoje, porém, sabemos que são as cargas negativas
(elétrons) é que deslocam-se. Também o tipo de carga adquirida por um
corpo depende do material ao qual ele é atritado. Por exemplo, o âmbar
atritado com lã adquire cargas negativas. Porém ao ser atritado com
enxofre fica carregado positivamente.
Condutores e isolantes
Existem, basicamente, dois tipos de materiais. Conforme descoberto em 1729 pelo químico britânico Stephen Gray (1666 - 1736), as cargas elétricas podiam ser transmitidas através de determinados materiais, mas permaneciam retidas em outros. Aqueles materiais nos quais as cargas "fluíam" foram chamados de condutores e aqueles nos quais ficavam retidas de isolantes.
Materiais como o vidro, a borracha, a maioria dos plásticos são bons
isolantes. Já os metais, a água contendo sais, ácidos ou bases, o corpo
humano e a terra são bons condutores. Entretanto, deve-se ressaltar que
isso é válido sob algumas condições, por exemplo, o ar é isolante, uma
vez que você não leva uma choque na sua tomada sem encostar nela, mas
pode ser condutor como acontece com um relâmpago. Uma grande diferença
de potencial, o que acontece no caso do relâmpago, pode causar a
transformação de um bom isolante em condutor. Portanto um material é
condutor e as vezes isolante mas em condições "normais" podemos usar a
referência acima.
Existe ainda um terceiro tipo de material chamado de semi-condutor.
São materiais que sob determinadas circunstâncias comportam-se como
isolantes e em outras como condutores. O entendimento deste tipo de
material depende do conhecimento de física quântica.
Laura Fernandes Soares 3002
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