Para se entender como se dá o processo de formação da centelha elétrica, é necessário se ter em mente que o ar pode agir como um isolante ou um condutor de eletricidade dependendo da intensidade do campo elétrico ultrapassar a intensidade da rigidez dielétrica do ar.
Vale lembrar que a rigidez dielétrica do ar depende da umidade do mesmo. De um modo geral, quanto maior for a umidade do ar, mais fácil será romper essa barreira, mais fácil será para produzir uma centelha elétrica.
Já sabemos que a centelha se dá no momento em que a rigidez dielétrica do ar é vencida, vejamos uma ilustração de como isto acontece. Vejamos o exemplo de duas placas metálicas ligadas à polos de uma fonte de alta tensão.
Figura 01 - Ilustração esquemática
Fonte: Álvares e Luz (2005)
Indo mais à fundo, podemos dizer que quanto maior a diferença de potencial entre uma placa e outra, mais fácil será para superar a resistência do ar. Podemos observar, na figura 01, que os sinais em cada placa são opostos.
O que acontece é que as cargas elétricas podem se mover com grande facilidade em um campo elétrico e, neste caso, se a intensidade do campo elétrico E for maior que a rigidez dielétrica do ar, o ar se tornará um condutor elétrico e as cargas passarão a se moverem livremente no ar. O resultado disso é a centelha elétrica.
Quanto maior o acúmulo de cargas em cada placa, mais intensa será a centelha e, se aumentarmos muito a distância entre as placas e também quantidade de cargas em cada placa (a diferença de potencial entre elas), teremos uma centelha ainda maior, um arco elétrico.
Vídeo 01 - O arco elétrico
Dependendo das condições, a centelha elétrica pode ser tão grande que pode vencer quilômetros de distância entre as "placas". Imagine agora que uma das placas seja a superfície terrestre e a outra seja uma enorme nuvem. Se elas estiverem extremamente carregadas, o resultado será um raio conforme a ilustração das figuras 02 ou 03.
Figura 02 - Ilustração da formação de um raio
Figura 03 - Ilustração da formação de um raio
Ambas situações podem ocorrer. Note que os raios podem tomar diversas formas, eles não precisam cair, necessariamente, em linha reta, eles apenas formam o caminho com melhor condutividade elétrica. Para quem tiver mais interesse, deixamos, abaixo, disponível um documentário (dublado em Português) produzido pela Discovery Channel sobre os raios (clique sobre o link do vídeo).
Vídeo 02 - Documentário Planeta Feroz: os raios
Fonte: Burke-Ward e Hutt
Referência Bibliográfica
ÁLVARES, Beatriz Alvarenga; LUZ, Antônio Máximo Ribeiro da. Física. São Paulo: Scipione, 2005. volume
3.
BURKE-WARD, Richard; HUTT, David. Planeta feroz: os raios (vídeo documentário dublado). Discovery
Channel. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=2KaKBxjDA14>.
Acesso em: 17 de abril de 2018.
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