Eletricidade Estática: Como é Produzido, Tipos, Exemplos
A eletricidade estática é o acúmulo de carga elétrica em um elemento que está em repouso. Esse tipo de eletricidade se manifesta quando há contato entre o mesmo número de prótons (partículas subatômicas com carga positiva) e elétrons (partículas subatômicas com carga negativa).
Normalmente, esse contato entre prótons e elétrons é gerado através do atrito de dois elementos que possuem cargas opostas. É nesse momento que os efeitos da eletricidade estática nos corpos são fisicamente revelados.
Como a eletricidade estática é produzida?
A eletricidade estática é produzida quando um corpo eletricamente carregado em excesso transfere o excesso de elétrons para outro corpo. Isso acontece através da liberação de energia.
Por sua vez, o corpo que recebe a descarga de elétrons é estaticamente carregado pelo processo denominado indução eletrostática. Essa descarga e carga de energia - de um corpo para outro, respectivamente - pode ocorrer através de faíscas ou algum tipo de descarga mecânica.
A maneira mais comum de perceber a eletricidade estática é através do atrito de dois corpos eletricamente carregados com cargas opostas.
Aqui o equilíbrio energético é evidente, uma vez que o corpo que tem uma contagem de elétrons mais alta produz essa carga para o corpo com menor contagem de elétrons.
Mesmo que um corpo tenha uma carga eletrostática muito alta, os elétrons podem "pular" diretamente para o objeto de descarga, gerando assim um arco elétrico devido à quebra dielétrica do ar.
Em essência, a transferência de elétrons de um corpo para outro é devido à interação básica entre cargas: as cargas elétricas opostas são atraídas e as cargas elétricas iguais se repelem.
Isto torna possível que as cargas elétricas, dependendo da reação induzida pelos outros corpos, sejam transferidas de um átomo para outro e se movam em direção à superfície dos corpos.
Como resultado, ocorre a transferência de elétrons do corpo que tem a maior carga negativa para o corpo com menos carga negativa, dando origem ao fenômeno eletrostático.
Tipos
A eletricidade estática pode se manifestar de diferentes maneiras, dependendo da natureza e do estado (sólido, líquido, gasoso) dos corpos envolvidos no processo. Assim, a eletricidade estática pode ser apresentada das seguintes formas:
Carga entre sólidos
Esse processo, também chamado de triboelectrificação, ocorre quando os elétrons são transferidos entre dois corpos sólidos, e ocorre por atrito ou fricção direta entre os dois corpos. Dois exemplos desse tipo são:
Eletricidade vítrea
Refere-se à carga elétrica que o vidro adquire quando sua superfície é resfriada.
A eletricidade resinosa
Efeito análogo à eletricidade vítrea que ocorre quando se esfrega uma resina.
Carregamento de líquidos
Os líquidos podem ser carregados eletricamente ao serem transportados através de tubos ou interagindo com partículas sólidas, como poeira. Em ambos os casos, trata-se de contatos entre sólidos e líquidos.
Da mesma forma, eles também podem ser carregados eletrostaticamente ao interagir com gases. No entanto, a carga entre líquidos ocorre apenas entre líquidos muito isolantes.
Carregamento de gases
Os gases, por si só, não são eletricamente carregados. No entanto, é comum testemunhar processos em que um gás serve como meio de transporte entre corpos sólidos ou líquidos.
Desta forma, os gases desempenham um papel secundário neste tipo de processo, uma vez que eles servem apenas como uma conexão entre a carga eletrostática e os elementos de descarga.
Carregamento de pós
É muito comum testemunhar a transferência de elétrons entre pós eletricamente carregados, devido à natureza dos materiais e à variedade de propriedades, formas e tamanhos que podem ocorrer na interação.
Exemplos reais
A eletricidade estática está presente na vida cotidiana. Por exemplo, todos nós testemunhamos os efeitos da eletricidade capilar, popularmente conhecida como frizz ou cabelos eriçados.
Aqui apresentamos alguns exemplos reais de eletricidade estática para expor casos comuns extraídos da própria vida:
- Encha um balão de ar, dê um nó nele e esfregue-o no cabelo para transferir a carga do cabelo para o balão. Você verá como o seu cabelo adere ao balão devido à carga eletrostática, às vezes desafiando o efeito da gravidade.
- Coloque um pouco de sal ou pimenta em uma superfície plana. Simultaneamente, esfregue uma colher de plástico com um pano de lã, a transferência de carga vai acontecer a partir do pano para a colher. Em seguida, leve a colher ao sal ou pimenta. Você verá como as partículas se aproximarão da colher devido à atração de cargas elétricas opostas.
- Mova o pente sobre o cabelo várias vezes, especialmente se houver pouca umidade no ambiente. O pente é carregado com eletricidade estática pela transferência de elétrons do cabelo para o pente. Em seguida, leve o pente para pequenos pedaços de tecido: você verá como eles estão presos ao pente pela atração das cargas elétricas opostas.
- Os raios são uma forma de eletricidade estática, já que as nuvens, tendo contato direto com as moléculas do ar, adotam uma certa carga elétrica que elas precisam transferir para equilibrar seu sistema. A única alternativa para transferir o excesso de elétrons é transferir essa carga extra para outra nuvem através do ar; lá os raios ocorrem.
Você tem riscos para a saúde?
A eletricidade estática apresenta riscos para a saúde se as precauções apropriadas não forem tomadas.
Segundo a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional, conhecida por sua sigla em inglês como OSHA, no caso de gerar descargas de alta voltagem, pode-se induzir choques dolorosos em pessoas.
Se o contato repentino for feito com um objeto eletrostaticamente carregado, a carga pode fluir através do corpo da pessoa, gerando um choque elétrico.
Nesse caso, as conseqüências variam de uma queimadura a afetações cardíacas, dependendo do caminho da eletricidade estática no corpo.
Da mesma forma, a eletricidade estática pode ser uma fonte de ignição para substâncias inflamáveis e danificar conexões eletrônicas sensíveis.
