Carga Elétrica

A carga elétrica foi descoberta por volta do ano 600 A.C. Nesta época descobriu-se que ao atritar uma resina (âmbar amarelo) numa substância seca (pele de gato) a resina adquiria uma propriedade de atrair corpos leves como pedaços de palha.

O nome elétrico vem da palavra grega ELEKTRON que significa âmbar amarelo, o nome da resina que tinha a propriedade descrita acima.

Para explicar essa propriedade, considerou-se que pelo atrito os corpos passavam a possuir algo que lhes atribuía tal condição. A esse algo que era adquirido deu-se o nome de carga elétrica. Esse conceito é tão abstrato como o tempo, a temperatura e outros conceitos naturais, isto é, não se pode definir carga elétrica. O que podemos é garantir a sua existência pelo seu efeito.

Tipos de Carga

Ao atritarmos dois corpos geraremos dois tipos de cargas. As cargas positivas (prótons) e as cargas negativas (elétrons). Daí tira-se o conceito que cargas de sinais iguais se repelem e cargas de sinais diferentes se atraem.

O Exemplo você pode fazer em casa. Atrite um pente em um pedaço de papel ou passe-o no seu cabelo várias vezes e aproxime de pequenos pedaços de papel. Rapidamente os pedaços de papel irão agarrar no pente e podemos concluir que a carga que o pente adquiriu com o atrito é oposta a carga do papel.

Tais conclusões levam a confirmação de que quando atritarmos um corpo em outro há uma passagem de partículas de um para outro de forma que aquele que recebe torna-se mais carregado que
anteriormente.

Sinais Representativos das Cargas

Foi convencionado que os sinais das cargas elétricas seria o seguinte:

• Cargas Positivas: +
• Cargas Negativas: –

Conservação de carga

A carga elétrica é uma propriedade conservada.  A carga líquida de um sistema isolado, a quantidade de carga positiva menos a quantidade de carga negativa, não pode mudar. Nos casos dos fenômenos em que existe transferência de elétrons entre os átomos, a conservação de carga é evidente, mas nos casos de criação de novas partículas não teria que ser assim, de fato em todos os processos observados nos raios cósmicos, e nos aceleradores de partículas, existe sempre conservação da carga, ou seja, sempre que uma nova partícula é criada, é também criada outra partícula com carga simétrica.

Equilíbrio das Cargas

Quando dois corpos carregados entram em contato, as cargas destes corpos tendem a entrar em equilíbrio.

Veja o exemplo abaixo:

Atração e Repulsão Entre Cargas

Bons Condutores e Maus Condutores

Há substâncias que manifestam uma propriedade de permitir com grande facilidade o deslocamento de cargas elétricas por seu interior. As essas substâncias dão-se o nome de Bons Condutores (condutores). Outras, por sua vez, dificultam a passagem de cargas elétricas, consideradas Maus Condutores (isolantes).

Exemplos de Bons Condutores:

• Ouro,
• prata,
• bronze,
• cobre,
• aço,
• ferro,
• entre outros metais.

Exemplos de Maus Condutores:

• Borracha,
• plástico,
• cortiça,
• couro,
• madeiras,
• etc…

Obs.: Quem define se um material é um condutor ou isolante é justamente a última camada, assim:

• De 1 a 3 elétrons: condutor
• De 5 a 8 elétrons: isolante
• Quatro elétrons: semicondutor

Ligação à Terra

Uma propriedade importante é a neutralidade da Terra. Todo corpo eletrizado quando colocado em contato com à terra torna-se “descarregado”, isto é, neutro.

Outra propriedade é que toda carga tende a ir para à terra e com base nisto é que poderemos utilizá-la na nossa vida diária como veremos mais à frente.

O que é um Aterramento Elétrico?

Quando falamos de aterramento elétrico, estamos falando principalmente de direcionar uma corrente de energia para à terra, que tem o potencial elétrico próximo a zero.

Assim, o aterramento elétrico é um sistema que apoia as instalações elétricas ao passar para à terra as correntes de energia que podem ser de um equipamento, uma carcaça ou de todo um sistema.

Realizar o aterramento de sistemas elétricos é importante para permitir a descarga rápida de correntes indesejadas, protegendo assim as pessoas e animais que estão próximas dessa área, e permitindo o melhor funcionamento dos dispositivos.

Aumentos na corrente elétrica acontecem com bastante frequência e, sem um aterramento, essa energia percorrerá outro caminho para chegar até à terra. Em casa, por exemplo, você já tocou algum eletrodoméstico — como a máquina de lavar — sendo surpreendido por um pequeno choque? Isso acontece porque o circuito teve um aumento na corrente elétrica e, por falta de um ligamento com a terra, ela usou o seu corpo para chegar até lá.

Situações como essa até são inofensivas, mas todo o cuidado é pouco: o aterramento elétrico é essencial para preservar a segurança de quem esteja perto de sistemas elétricos e preservar os próprios equipamentos.

Categorias de Aterramento

Existem, na verdade, duas funções diferentes que os aterramentos elétricos podem cumprir. Conheça às duas situações abaixo:

Aterramento de segurança: esse é o aterramento que muita gente tem em mente quando se fala nessa instalação. É a categoria de aterramento que permite uma corrente de fuga ou de curto-circuito passe por seu condutor para chegar até à terra, ao invés de percorrer o corpo de uma pessoa que encoste no equipamento, por exemplo. Assim, garante a segurança dos usuários;

Aterramento funcional: enquanto isso, um aterramento de tipo funcional tem como principal objetivo fornecer o caminho de baixa resistência para que as correntes de fuga escoam até à terra e permitir, assim, que o seccionamento de corrente funcione de forma rápida. Isso é, permite, por exemplo, que um disjuntor, quando acionado, pare o fluxo da corrente elétrica e, rapidamente, a corrente seja direcionada ao potencial zero da terra, preservando o equipamento.

O papel da carga na corrente elétrica

A corrente elétrica é o fluxo de carga através de um objeto que não produz perda ou ganho líquido de carga elétrica. O movimento de qualquer partícula carregada, como o elétron, constitui uma corrente elétrica. Assim, por convenção, o sentido da corrente elétrica é definido pelo fluxo de carga positiva, independente do sinal das partículas carregadas que estão em movimento. Dessa forma, quando abordamos a corrente em condutores comuns, como o cobre, da qual se tem o movimento de elétrons (partículas carregadas negativamente), o sentido dessa corrente terá sentido oposto à essas partículas.

Fim da aula