Série triboelétrica

 A série triboelétrica é uma tabela que classifica os materiais, que se eletrizam por atrito, quanto à sua afinidade eletrônica. Por meio das posições que eles ocupam na tabela, sabemos qual deles irá receber ou doar elétrons.

Leia também: Força elétrica — a força de interação entre as cargas elétricas

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre a série triboelétrica
• 2 - O que é série triboelétrica?
• 3 - Materiais da série triboelétrica
• 4 - Como funciona a série triboelétrica?
  • → Exemplos do funcionamento da série triboelétrica
• 5 - O que é eletrização?
• 6 - Exercícios resolvidos sobre série triboelétrica

Resumo sobre a série triboelétrica

• A série triboelétrica é uma tabela que classifica os materiais, que se eletrizam por atrito, quanto à facilidade em doar e em receber elétrons.

• Na série triboelétrica, os materiais nas posições superiores são aqueles que possuem maior facilidade em perder elétrons, manifestando carga elétrica positiva.

• Na série triboelétrica, os materiais nas posições inferiores são aqueles que possuem maior facilidade em receber elétrons, manifestando carga elétrica negativa.

• Aço e algodão são materiais neutros, já que não trocam cargas elétricas por meio do atrito.

• O cabelo humano tem mais afinidade para a carga elétrica positiva quando atritado com papel.

• O cabelo humano tem mais afinidade para a carga elétrica negativa quando atritado ao couro.

• A eletrização é o processo de transmissão de cargas elétricas entre dois corpos neutros, dois corpos carregados ou um corpo neutro e um corpo carregado.

• Os processos de eletrização ocorrem por meio do contato, do atrito e da indução.

O que é série triboelétrica?

A série triboelétrica é uma tabela que indica quais materiais têm maior afinidade para adquirir cargas elétricas positivas e quais materiais têm maior afinidade para adquirir cargas elétricas negativas após o processo de eletrização por atrito. 

Materiais da série triboelétrica

Na tabela abaixo estão descritos alguns materiais de acordo com a sua afinidade elétrica para a carga elétrica positiva ou para a carga elétrica negativa.

Como funciona a série triboelétrica?

A série triboelétrica diz a respeito à afinidade eletrônica positiva e negativa de dois materiais após a eletrização por atrito, sendo que quanto mais alta for a posição de um material, maior será a sua tendência em perder elétrons, adquirindo carga elétrica positiva, e quanto mais baixa for a sua posição, maior será a sua tendência em ganhar elétrons, adquirindo carga elétrica negativa.

Além disso, quanto maior for a diferença de posição na série triboelétrica entre os materiais atritados, maior será a eletricidade estática (eletricidade dada pelo desequilíbrio de cargas elétricas no interior ou na superfície do material) produzida.

Alguns materiais, como aço e algodão, quando atritados com outros materiais da série triboelétrica, não trocam cargas elétricas, continuando neutros.

→ Exemplos do funcionamento da série triboelétrica

Existem diversos exemplos encontrados em nosso cotidiano do funcionamento da série triboelétrica. Veja alguns a seguir.

◦ Balão e cabelo

Quando atritamos um balão com o cabelo, ambos inicialmente neutros, o balão adquirirá cargas elétricas negativas e o cabelo adquirirá cargas elétricas positivas, já que o cabelo está em uma posição superior ao balão, feito de borracha. Então, se depois os separarmos e, posteriormente, os aproximarmos, o cabelo será atraido pelo balão, como na imagem abaixo:

◦ Lã e vidro

Quando atritamos um pedaço de lã com um pedaço de vidro, ambos inicialmente neutros, a lã adquirirá cargas elétricas negativas e o vidro adquirirá cargas elétricas positivas, já que o vidro está em uma posição superior à da lã, como na imagem abaixo:

◦ Lã e borracha dura

Quando atritamos um pedaço de lã com um pedaço de borracha dura, ambos inicialmente neutros, a lã adquirirá cargas elétricas positivas e a borracha adquirirá cargas elétricas negativas, já que a lã está em uma posição superior à da borracha, como na imagem abaixo:

O que é eletrização?

A eletrização é o processo de transferência de cargas elétricas entre dois ou mais corpos que podem estar eletricamente neutros ou eletricamente carregados. Um corpo eletricamente neutro é aquele que apresenta a mesma quantidade de cargas elétricas positivas e cargas elétricas negativas. Já um corpo eletricamente carregado é aquele que apresenta mais cargas elétricas positivas ou mais cargas elétricas negativas.

A eletrização ocorre por meio dos processos de eletrização por contato, atrito ou indução. Entenda cada um deles a seguir:

• Eletrização por contato: um corpo carregado toca outro corpo carregado (ou neutro), de forma que após o contato, ambos os corpos ficarão com o mesmo sinal e quantidade de carga elétrica.  

• Eletrização por atrito: atritamos dois corpos neutros, de forma que após o atrito, um dos corpos ficará carregado positivamente e o outro corpo ficará carregado negativamente, de acordo com a série triboelétrica.

• Eletrização por indução: aproximamos um corpo induzido (neutro) de um corpo indutor (carregado), depois conectamos o corpo induzido a um fio terra, tornando-o um corpo carregado. Após isso, os separamos.

Saiba mais: Eletroscopia — o estudo relacionado aos processos de eletrização dos corpos

Exercícios resolvidos sobre série triboelétrica

Questão 1

Uma pessoa atrita um cano de PVC com um pedaço de couro. Após o atrito:

A) o couro ficará com carga elétrica negativa.

B) o cano de PVC ficará com carga elétrica positiva.

C) o couro ficará com carga elétrica positiva e o cano de PVC ficará com carga elétrica negativa.

D) o couro ficará neutro.

E) o cano de PVC ficará neutro.

Resolução:

Alternativa C.

Após o atrito do cano de PVC com o couro, o cano ficará com carga elétrica negativa e o couro ficará com carga elétrica positiva, devido ao couro estar acima do PVC na série triboelétrica.

Questão 2

(Uece) A série triboelétrica a seguir é uma lista de substâncias, de modo que cada uma se eletriza com carga positiva quando atritada com qualquer outra substância que a segue na lista: Um gato escorrega para baixo em uma vara de plástico e cai dentro de uma cuba metálica, X, que repousa sobre uma placa isolante. Duas outras cubas idênticas, Y e Z, apoiadas na placa, estão em contato entre si, mas nenhuma faz contato com X. Quando o gato cai em X, a placa se quebra, e todas as cubas caem, separadas, sobre o soalho isolado. O gato abandona a cuba X e foge.

Ao final deste processo:

A) X adquire carga positiva; Y, negativa; e Z, positiva.

B) X adquire carga negativa; Y, positiva; e Z, negativa.

C) somente X adquire carga positiva.

D) X, Y e Z têm cargas positivas.

Resolução:

Alternativa A.

Ao descer pelo plástico, o gato perderá elétrons para o plástico, se tornando eletricamente positivo. Quando o gato entrar em contato com o metal X, eletricamente neutro, ele adquirirá elétrons e tornará o metal X eletricament positivo. O metal X então induzirá o metal Y, tornando-o eletricamente negativo. Por fim, o metal Y tornará o metal Z eletricamente positivo através do contato.

Por Pâmella Raphaella Melo
Professora de Física