Conservação da carga elétrica
(Quantidade)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Mostrar que quantidades iguais de cargas positivas e negativas são sempre geradas simultaneamente.
A afirmação sobre a conservação da carga elétrica é feita freqüentemente mas, raramente demonstrado. Esse experimento pretende preencher essa lacuna.

Material
Tubo de PVC de 40 mm de diâmetro e 2 m de comprimento; 2 eletroscópios de folha (ou equivalente); folha de papel alumínio (de cozinha); 1,5 kg de chumbinho de caça; bloco de parafina (ou estearina); lata de conserva e suportes.

Montagem

Iniciando com os eletroscópios descarregados, deixa-se deslizar as bolinhas de chumbo pelo interior do tubo de PVC (branco ou marrom) ou vinil. Esse tubo é envolvido por papel alumínio (exceto as pontas, que se prendem a suportes comuns em laboratórios), o qual (o papel alumínio) é conectado mediante um fio de cobre a um dos eletroscópios. As bolinhas são coletadas na lata e esta, mediante fio de cobre, está conectada ao outro eletroscópio.

Com o deslizamento das bolinhas no interior do tubo de PVC ocorrem dois fenômenos de eletrização simultâneos:
(a) devido ao atrito entre bolinhas e tubo ocorre separação de cargas e ambos se eletrizam; bolinhas com um sinal (digamos, +) e interior do PVC com o outro (então, -).
(b) as cargas negativas (nossa hipótese) do interior do tubo induz separação de cargas no papel alumínio; a face do alumínio encostada no tubo de PVC mantém cargas positivas (presas, por influência, às cargas negativas despertadas no interior do tubo) e a face externa do papel alumínio mantém cargas negativas (que são totalmente escoadas, através do fio de cobre, para o eletroscópio da direita, na figura acima).

As bolinhas eletrizadas positivamente (nossa hipótese) caem na lata e transferem integralmente essa carga para a face externa da lata (efeito Faraday) as quais, por sua vez escoam para o eletroscópio da esquerda, na figura acima.
Desse modo os indicadores de ambos os eletroscópios sofrem mesma deflexão (indicam a mesma quantidade de carga).

Para provar que essas cargas, além de quantidades iguais, têm sinais opostos (associados aos 2 tipos de cargas elétricas), basta unir os eletroscópios mediante um fio de cobre encapado (exceto nas extremidades) para constatar a completa descarga de ambos.

Recomendo que testem, além dos grãos de chumbo, bolinhas de ferro, pequenos pregos, grãos de milho, de feijão etc.
A experiência pode despertar discussão interessante quanto á possibilidade de gerar eletricidade estática nas indústrias e silos de grãos e farinhas.

Nota: Finalizado o experimento há ainda um interessante fato a ser constatado. Há cargas negativas aprisionadas no interior do tubo e cargas positivas aprisionadas na face do papel alumínio encostado no tubo.
Você pode colocar a mão no papel alumínio e não perceberá nada! Pode mesmo tocar um eletroscópio descarregado nesse papel alumínio e nenhuma carga será constatada. MAS, se segurar pelo tubo de PVC (sem encostar a mão no alumínio) e retirar a capa de alumínio usando uma pinça isolante, após retirada a capa, essa folha estará eletrizada positivamente (pode verificar isso encostando a folha no eletroscópio); é a carga induzida que se espalha pela folha toda após 'perder a influência' das cargas negativas presas no interior do tubo de PVC (que ainda estão la!).

Bom sucesso!