Como a eletricidade estática funciona?

Você já teve um choque ao tocar uma maçaneta da porta ou viu seu cabelo crescer em dias particularmente frios e secos? Se você já teve alguma dessas experiências, encontrou eletricidade estática. A eletricidade estática é o acúmulo de carga elétrica (positiva ou negativa) em um local. Também é chamado de "eletricidade em repouso".

Principais tópicos: eletricidade estática

Uma carga elétrica—definido como positivo ou negativo - é uma propriedade da matéria que causa duas cargas elétricas para atrair ou repelir. Quando duas cargas elétricas são do mesmo tipo (positivas ou negativas), elas se repelem. Quando eles são diferentes (um positivo e um negativo), eles atraem.

A eletricidade estática ocorre quando a carga se acumula em um único local. Normalmente, os objetos não são carregados positiva ou negativamente - eles experimentam uma carga total de zero. Acumular uma carga requer a transferência de elétrons de um objeto para outro.

A remoção de elétrons carregados negativamente de uma superfície fará com que a superfície fique carregada positivamente, enquanto a adição de elétrons a uma superfície fará com que a superfície fique carregada negativamente. Assim, se elétrons forem transferidos do Objeto A para o Objeto B, o Objeto A ficará carregado positivamente e o Objeto B ficará carregado negativamente.

Os efetores triboelétricos diferem para a transferência de carga (elétrons) de um objeto para outro quando são esfregados, por atrito. Por exemplo, o efeito triboelétrico pode ocorrer quando você embaralha um tapete usando meias durante o inverno.

O efeito triboelétrico tende a ocorrer quando os dois objetos são eletricamente isolante, o que significa que os elétrons não podem fluir livremente. Quando os dois objetos são esfregados e depois separados, a superfície de um objeto ganha uma carga positiva, enquanto a superfície do outro objeto ganha uma carga negativa. A carga dos dois objetos após a separação pode ser prevista a partir do série triboelétrica, que lista os materiais na ordem em que são propensos a serem carregados positiva ou negativamente.

Como os elétrons não podem se mover livremente, as duas superfícies podem permanecer carregadas por um longo tempo, a menos que sejam expostas a um material eletricamente condutor. Se um material condutor de metal como metal for tocado nas superfícies carregadas, os elétrons poderão se mover livremente e a carga da superfície será removida.

É por isso que adicionar água ao cabelo que está frisando devido à eletricidade estática removerá a estática. A água contendo íons dissolvidos - como é o caso da água da torneira ou da água da chuva - é eletricamente conduzida e remove as cargas acumuladas no cabelo.

Condução refere-se à transferência de elétrons quando objetos são colocados em contato um com o outro. Por exemplo, uma superfície com carga positiva pode ganhar elétrons quando toca em um objeto com carga neutra, causando o segundo objeto a se tornar carregado positivamente e o primeiro objeto a se tornar menos carregado positivamente do que anteriormente foi.

A indução não envolve transferência de elétrons, nem contato direto. Em vez disso, usa o princípio de que "cargas iguais se repelem e cargas opostas se atraem". A indução ocorre com dois condutores elétricos, porque eles permitem que as cargas se movimentem livremente.

Aqui está um exemplo de cobrança por indução. Imagine que dois objetos de metal, A e B, são colocados em contato um com o outro. Um objeto carregado negativamente é colocado à esquerda do Objeto A, que repele os elétrons no lado esquerdo do Objeto A e faz com que eles se movam para o Objeto B. Os dois objetos são separados e a carga se redistribui por todo o objeto, deixando o Objeto A carregado positivamente e o Objeto B carregado negativamente.

• Beaver, John B. e Don Powers. Eletricidade e magnetismo: eletricidade estática, eletricidade atual e ímãs. Mark Twain Media, 2010.
• Christopoulos, Christos. Princípios e técnicas de compatibilidade eletromagnética. CRC Press, 2007.
• Vasilescu, Gabriel. Princípios e Aplicações de Ruído Eletrônico e Sinais de Interferência. Springer, 2005.