A distribuição dos
elétrons em órbitas ao redor do núcleo
se dá de acordo com os
níveis de energia que cada elétron possui.
Quanto mais afastado do
núcleo um elétron estiver, maior é
a sua energia, porém mais
fracamente ligado ao núcleo ele estará.
Para o estudo da
eletricidade, nos interessa conhecer apenas
as características da
última camada, também chamada camada
de valência. É
nesta camada que os fenômenos elétricos
ocorrem. Nos materiais
metálicos, a distribuição de elétrons nas
camadas se dá de tal forma
que existem poucos elétrons na
camada de valência. Estes
elétrons possuem ligação fraquíssima
com o núcleo, sendo
facilmente retirados de sua órbita por um
agente externo, sendo
chamados de elétrons livres. A condução
elétrica nestes materiais
se dá pela movimentação destes
elétrons livres entre
átomos próximos.
Em outros materiais, a
camada de valência pode estar
quase completa. Neste
caso, a força de ligação destes elétrons
com o núcleo do átomo é
grande, fazendo com que eles
não sejam retirados com
facilidade de suas órbitas, ou seja,
os elétrons não estão
livres.
As afirmações acima nos
levam a concluir que materiais que
apresentam elétrons livres
em sua constituição são bons condutores
elétricos, destacando-se
nesta categoria os materiais metálicos,
enquanto que materiais que
não possuem elétrons livres são maus
condutores de
eletricidade, também chamados isolantes, entre os
quais podemos citar o
plástico, a borracha, o vidro, o ar, entre outros.
Existe ainda uma terceira
categoria de materiais, chamados materiais
semicondutores, cujas
características os tornam intermediários
entre os condutores e os
isolantes, os quais são amplamente utilizados
na construção de
dispositivos eletrônicos, dentre os quais destacam-
se o silício e o germânio.
ELETRIZAÇÃO
DOS CORPOS
Podemos eletrizar um corpo
através da retirada ou da inserção
de elétrons em suas
órbitas. Se adicionarmos elétrons, o
corpo ficará eletrizado
negativamente, uma vez que possuirá mais
elétrons do que prótons.
Se por outro lado retirarmos elétrons, o
corpo ficará eletrizado
positivamente, uma vez que haverá excesso
de prótons em relação ao
número de elétrons.
Os processos básicos de
eletrização, ou seja, de se retirar
ou adicionar elétrons ao
corpo podem ser por atrito, por
contato ou por indução.
Atritando dois materiais
isolantes diferentes, o calor gerado
pode ser suficiente para
libertar alguns elétrons, passando
estes elétrons para o
outro corpo. Assim, os dois corpos ficarão
eletrizados. O que perdeu
elétrons ficará com carga positiva,
enquanto o que os recebeu
ficará com carga negativa.
Se um corpo eletrizado
negativamente for colocado em
contato com outro corpo
neutro, haverá uma transferência de
elétrons entre estes
corpos, do primeiro para o segundo, conforme
mostra a figura abaixo:
A transferência de
elétrons se dá até que estes corpos
se encontrem em equilíbrio
eletrostático. Entenda-se por equilíbrio
eletrostático não cargas
iguais, mas potenciais
eletrostáticos iguais,
conceito este que será objeto de estudo
futuro.
Se aproximarmos um corpo
eletrizado positivamente de
um condutor não eletrizado
(neutro) e isolado, seus elétrons
livres serão atraídos para
a extremidade mais próxima do corpo
positivo, conforme mostra
a figura abaixo:
Desta forma, o corpo
neutro ficará com excesso de elétrons
em uma extremidade e falta
de elétrons na outra. Aterrando
este cormo, o mesmo
atrairá da terra uma quantidade de elétrons
até que a extremidade
positiva se neutralize. Ao desfazermos
o aterramento, os elétrons
que ingressaram no corpo não
terão mais um caminho para
retornar à terra, e o corpo anteriormente
neutro ficará com excesso
de elétrons, portanto carregado
negativamente, conforme
mostrado abaixo:
Este processo é conhecido
como eletrização por indução.
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