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Vamos considerar duas placas metálicas eletrizadas com cargas de sinais opostos, próximas uma da outra como mostra a figura 1.
Suponhamos que a carga elétrica em cada uma das placas seja aumentada gradativamente, haverá um instante em que o ar entre elas se tornará condutor. Nesse momento, a carga de uma placa transfere-se muito rapidamente para outra através do ar e dizemos que ocorreu uma descarga elétrica no ar.
Figura 1 – Uma centelha salta de um corpo para outro quando o ar entre eles se torna condutor.
Consequências dessa descarga:
1- a emissão de luz pelas moléculas do ar, formando uma centelha, que provavelmente você já deve ter observado em diversas situações como, por exemplo, em um interruptor de luz, ao tirar um agasalho de lã em um dia muito seco, etc.
2 – a produção de um ruído, um pequeno estalo, que acompanha a centelha, causado pela expansão do ar aquecido pela descarga elétrica.
Um fenômeno de mesma natureza que essa descarga, só que em escala bem maior, ocorre durante uma tempestade, originando os raios, que são acompanhados pelos relâmpagos e trovões.
Essa interpretação da causa de um raio foi estudada graças aos experimentos realizados pelo cientista americano Benjamim Franklin.
Ele suspeitou que os raios nada mais eram do que uma descarga elétrica e tentou verificar se realmente as nuvens apresentavam-se eletrizadas. Para isso empinou uma pipa de papel que, ao aproximar-se de uma tempestade (figura 2), conseguiu captar cargas elétricas das nuvens, comprovando assim sua hipótese.
Figura 2: Experimento de Benjamim Franklin
Hoje sabemos que uma nuvem pode estar carregada tanto com cargas positivas quanto com cargas negativas (figura 3).
Quando essas cargas atingem valores muito grandes, o ar entre elas ou entre uma nuvem e a Terra torna-se condutor, permitindo então uma grande descarga elétrica, o raio.
A centelha de alta luminosidade que acompanha essa descarga é o relâmpago e o aquecimento muito elevado que ela produz provoca a expansão do ar, originando o som de grande intensidade, que é o trovão.
Figura 3: raio saltando de uma nuvem para a terra, decarga elétrica.
Por Domiciano Marques
Graduado em Física
Equipe Brasil Escola