C – Eletrização por Indução

Novamente vamos considerar dois corpos isolados sendo que inicialmente um tenha carga elétrica neutra (Corpo A) e o outro esteja carregado, por exemplo, com cargas elétricas negativas (Corpo B).

Ao aproximarmos o Corpo A do Corpo B (sem haver contado entre os dois), num sistema isolado, haverá um deslocamento dos elétrons no Corpo A opostamente a posição do Corpo B (devido à repulsão de cargas com mesmo sinal), produzindo o efeito que chamamos de Polarização.

O esquema a seguir mostra o Efeito de Polarização no Corpo A após a aproximação dos dois corpos.

Os elétrons do Corpo A que sofreram uma repulsão da carga negativa contida no Corpo B se deslocam para a esquerda, sobrando prótons no lado direito, representados respectivamente pelas cargas Negativas e Positivas.

Observe que ao afastarmos novamente os dois corpos, tudo volta a ser como era antes.

Para conseguirmos eletrizar o Corpo A, após aproximarmos os dois corpos, precisamos ligar ao Corpo A um Fio Terra para que seja atingido o equilíbrio eletrostático.

No nosso esquema as cargas positivas do Corpo A se equilibram com as cargas negativas do Corpo B e o excesso de elétrons se desloca pelo fio Terra.

Nota: no processo de eletrização por indução os dois corpos ficam carregados com cargas elétricas de sinais opostos, ou seja, um fica com carga positiva e o outro com carga negativa.

Analogamente ao esquema mostrado anteriormente, se o Corpo B estivesse carregado com Cargas Elétricas Positivas ao invés de negativas, o processo seria análogo com exceção de que ao ligarmos o Fio Terra o fluxo de elétrons se daria da Terra par o Corpo A, contrariamente ao ocorrido em nosso exemplo. O resultado final seria que o Corpo A ficaria carregado com Cargas Elétricas Negativas.

Eletroscópios

Os Eletroscópios são aparelhos de simples confecção através dos quais podemos verificar se um corpo está eletrizado. Vamos descrever abaixo dois tipos: o Pendulo Elétrico e o Eletroscópio de Folhas Paralelas.

A – Pêndulo Elétrico

Podemos fazer dois tipos de experimentos com o Pêndulo Elétrico.

1 – Pêndulo Elétrico Neutro

Mantendo a bolinha metálica do pêndulo neutra, ao aproximarmos da mesma um corpo de prova, Corpo A (sem haver contato), de acordo com o posicionamento da bolinha após a aproximação, podemos concluir que:

• ​ se a esfera não se mover: o Corpo A está neutro;

• se a esfera for atraída: o Corpo A está eletrizado.

Obs.: como o pêndulo está neutro, nunca haverá repulsão ao ser aproximado um corpo de prova.

Nota: podemos observar que no caso do Corpo A estar carregado, para sabermos o sinal de sua carga precisamos de outro corpo que contenha uma carga elétrica conhecida.

2 – Pêndulo Elétrico Carregado

Mantendo a bolinha metálica do pêndulo com uma carga conhecida, ao aproximarmos da mesma um corpo de prova, Corpo A (sem haver contato), de acordo com o posicionamento da bolinha após a aproximação, podemos concluir que:

• ​se a esfera for repelida: o Corpo A e a esfera têm cargas elétricas com mesmo sinal;
• se a esfera for atraída: o Corpo A e a esfera têm cargas elétricas com sinais opostos ou o Corpo A está neutro.

Nota: podemos observar que no caso da esfera ser atraída, para sabermos o sinal da carga sua carga precisamos de outro corpo que contenha uma carga elétrica conhecida

B – Eletroscópio de Folhas Paralelas

Inicialmente as duas folhas deverão estar juntas, mostrando que estão neutras. Ao aproximarmos da esfera na extremidade superior da haste condutora um corpo A (sem haver contato), podemos concluir que:

• se as folhas permanecerem juntas, o corpo A está neutro;

• se as folhas se afastarem uma da outra, o corpo A está eletrizado.

Nota: o eletroscópio de folhas paralelas nos permite saber se um corpo está ou não eletrizado, sendo que no caso positivo, não conseguimos identificar qual o sinal da carga elétrica.

Experiência Prática

Vamos utilizar um bastão que esteja carregado com uma carga elétrica desconhecida e através da utilização do Pêndulo Elétrico, obter qual o sinal da carga do mesmo, seguindo os passos a seguir:

1º passo: ligar através de um condutor a esfera do pêndulo a um fio terra para se ter certeza que a mesma estará neutra;

3º passo: atritar um pedaço de pano de seda ou lã com um bastão de vidro, que segundo a tabela triboelétrica (Aula 02), deixará o bastão de vidro eletrizado com carga elétrica positiva;

4º passo: aproximar o bastão de vidro da esfera do pêndulo e concluir que:

• se a esfera for atraída, a mesma estará eletrizada com carga elétrica negativa;

• se a esfera for repelida, a mesma estará eletrizada com carga elétrica positiva.

Exercícios Resolvidos

01 – (Fuvest-SP) Aproximando-se uma barra eletrizada de duas esferas condutoras, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra, observa-se a distribuição de cargas esquematizada na figura:

Resolução:

Após o processo de eletrização por indução, a esfera à esquerda terá excesso de cargas negativas, enquanto a esfera à direita terá excesso de cargas positivas.

Como as esferas são separadas, porém permanecem próximas, pelo princípio da atração e repulsão, as cargas de sinais contrários se atraem como representado na alternativa a.

02 – (PUC-MG) Um bastão isolante eletricamente carregado atrai uma bolinha condutora A e repele uma outra bolinha condutora B, penduradas, cada uma, na ponta de um fio leve e isolante. Pode-se concluir que:

a) a bolinha B não está carregada.

b) a bolinha A pode não estar carregada.

c) ambas as bolinhas estão carregadas igualmente.

d) a bolinha B está carregada positivamente.

Resolução:

Vamos analisar cada afirmação:

a) se a bolinha B não estivesse carregada, ela seria atraída. (Falsa)

b) como a bolinha A foi atraída, ela pode ter carga com sinal oposto ao do bastão ou pode ser neutra. (Verdadeira)

c) se as duas bolinhas tivessem cargas com mesmo sinal, ambas seriam atraídas ou repelidas.  (Falsa)

d) a bolinha B foi repelida e, portanto, tem carga com sinal igual à do bastão, a qual não é conhecida. (Falsa)