A eletricidade estática é um desequilíbrio de cargas elétricas em um material.
Os materiais são compostos de átomos com cargas positivas e negativas. Os átomos são compostos de nêutrons e prótons no núcleo e elétrons ao seu redor. Os prótons são carregados positivamente e os nêutrons negativos. Um átomo tem o mesmo número de prótons carregados positivamente que elétrons carregados negativamente.
Se começarmos com dois objetos condutores: A e B. O material A e o material B estão muito próximos, os elétrons podem pular de um material para outro. Por exemplo, de A a B. O material A perde elétrons e B os ganha.
O resultado dessa transferência de elétrons é que o Material A terá mais prótons que elétrons. Ou seja, terá uma carga positiva. O material B, com mais elétrons, terá um excesso de carga negativa.
Materiais com carga diferente (positiva, negativa) se atraem. Aqueles com a mesma carga se repelem.
A carga permanece até que possa ser removida por uma corrente elétrica ou choque elétrico.
Qual é a diferença entre eletricidade comum e eletricidade estática? De acordo com a definição de energia estática, o fluxo de elétrons não é constante. Na eletricidade comum, os elétrons fluem constantemente através de cabos e materiais condutores.
Na subsequente separação desses corpos, cada um deles retém sua carga elétrica. À medida que a distância entre eles aumenta devido ao trabalho em andamento para a separação de cargas, a diferença de potencial aumenta e pode chegar a dezenas e centenas de quilovolts.
Exemplos de eletricidade estática
A eletricidade estática é muito difundida na vida cotidiana.
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Esfregar com um tapete de lã. Se um tapete de lã for espalhado no chão, ao esfregar, o corpo humano poderá receber uma carga elétrica negativa.
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Eletrificação de um pente de plástico. Neste exemplo, com o atrito do pente com o cabelo, há uma transferência de elétrons. A carga diferente entre um e outro os atrai.
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Esfregando um balão com um suéter de lã. Se esfregarmos um balão inflado em um suéter de lã, ele é carregado estaticamente. Se o aproximarmos do teto, ele permanece preso porque se atraem devido à diferença de carga.
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Cabelos eletrificados. Se tocarmos um balão com o cabelo, parecerá que o cabelo ganha vida própria.
A descarga eletrostática passa em voltagens muito altas e intensidades de corrente extremamente baixas.
Em um dia seco, o exemplo do pente pode levar ao acúmulo de uma carga estática com uma tensão de dezenas de milhares de volts. No entanto, a corrente do seu lançamento será tão pequena que muitas vezes nem pode ser sentida.
Componentes eletrônicos
Por outro lado, altas tensões podem ser perigosas para elementos de vários dispositivos eletrônicos: microprocessadores, transistores, etc.
Portanto, ao trabalhar com componentes eletrônicos, é recomendável tomar medidas para evitar o acúmulo de carga estática.
Raios de tempestades
Como resultado do movimento das correntes de ar saturadas com vapor de água, formam-se nuvens de tempestade. As nuvens de tempestade são portadoras de eletricidade estática. Descargas elétricas se formam entre nuvens com carga oposta ou com o solo.
Quando uma diferença de potencial crítica é atingida, ocorre um relâmpago entre as nuvens, na terra ou na camada quase cósmica do planeta.
Além dos raios, as nuvens de tempestade podem causar potenciais elétricos perigosos em objetos metálicos isolados devido à indução eletrostática.
Do que depende a eletricidade estática gerada?
A diferença de potencial resultante das superfícies de contato depende de vários fatores:
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As propriedades dielétricas dos materiais.
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Os valores de sua pressão mútua no contato.
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Humidade relativa e temperatura das superfícies destes corpos.
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Condições do tempo.
Choques elétricos podem se formar devido a alguma condutividade elétrica do ar úmido. Com uma umidade do ar acima de 85%, praticamente nenhuma eletricidade estática é produzida.
O que produz eletricidade estática?
As cargas elétricas podem passar de um corpo para outro pelos seguintes motivos:
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Por contato. Efeito triboelétrico Os elétrons podem pular entre os materiais em contato. Materiais com elétrons fracamente ligados tendem a perdê-los, enquanto materiais com camadas externas pouco preenchidas tendem a perdê-los.
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Por pressão. É o efeito piezoelétrico. O estresse mecânico aplicado gera uma separação de carga em certos tipos de cristais e moléculas cerâmicas.
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Pelo calor. Efeito piroelétrico. O aquecimento gera uma separação de carga nos átomos ou moléculas de certos materiais. A resposta de calor e pressão está relacionada termodinamicamente.
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Por carga. Indução eletrostática. Um objeto carregado eletrostático que se aproxima de um objeto neutro faz com que os elétrons passem do objeto carregado para o neutro.
Resumo
Eletricidade estática é a passagem de elétrons de um material para outro. Essa transferência gera uma variação na carga elétrica dos materiais.
A diferença entre a eletricidade doméstica é que na eletricidade doméstica os elétrons fluem continuamente.
