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Como a Lei de Coulomb está aplicada no funcionamento das copiadoras?

por Larissa Fereguetti | 03/05/2019
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Não adianta reclamar, todo mundo sabe que Eletromagnetismo costuma ser uma das matérias mais difíceis da Engenharia. Se você não sofreu em “Eletromag” (e não teve vontade de chorar algumas vezes durante o semestre), considere-se uma pessoa de sorte. Porém, é nessa disciplina, normalmente, que vemos a Lei de Coulomb, importantíssima para a Engenharia. Nesse sentido, uma curiosidade é que, para as copiadoras funcionarem, é preciso aplicar essa lei.

Lei de Coulomb
Imagem: reference.com

+O que é a Lei de Coulomb?

Uma das primeiras experiências de física (na parte de eletromagnetismo) que fazemos no ensino médio é esfregar uma régua no cabelo e atrair pedacinhos de papel picados. Isso, os povos antigos já sabiam.

Porém, foi só em 1767 que Joseph Priestley, um cientista inglês, propôs que a força elétrica entre dois objetos carregados diminuía com o quadrado da distância entre eles. Poucos anos mais tarde, Charles-Augustin de Coulomb, físico francês, publicou três artigos científicos sobre a força eletrostática. Foi aí que suas proposições ficaram conhecidas como Lei de Coulomb (por motivos óbvios).

De forma simples, fácil, rápida e sem complicações, a Lei de Coulomb diz respeito às forças de interação entre duas cargas com dimensão e massa desprezível. Ela é proporcional ao módulo das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

Lei de Coulomb
Imagem: en.wikipedia.org

A questão aqui não é entrar em fórmulas ou definições complexas (isso aí você já sofre nas disciplinas). Queremos falar sobre a parte divertida, as aplicações da Lei de Coulomb nas copiadoras.

+A Lei de Coulomb que faz as copiadoras funcionarem

Uma das aplicações básicas da Lei de Coulomb é na máquina copiadora (também conhecida como xerox, para onde vai boa parte do dinheiro dos universitários). Em 1938, Chester Carlson percebeu que suas mãos criavam atrito com o monte de papel que ele manipulava. Foi a partir dessa observação que ele inventou a copiadora. Porém, nos seis anos seguintes, tentou vendê-la para várias empresas, as quais afirmaram que não precisavam de uma copiadora.

Em 1947, a Haloid Corporation obteve uma licença para desenvolver uma copiadora baseada na invenção de Carlson. O resultado foi o surgimento da Xerox Corporation.

A base é o processo eletrostático. Basicamente, há um tambor de alumínio revestido com selênio (que é isolante quando está em ambientes escuros e condutor quando exposto à luz). Uma carga negativa é induzida sob uma camada de selênio carregado positivamente. Então, o tambor é exposto ao que deve ser copiado e a parte clara da imagem tem sua carga positiva neutralizada. Por outro lado, a parte escura da imagem permanece com a carga positiva.

Lei de Coulomb
Imagem: geocities.ws

Isso faz com que a “imagem” seja transferida para o tambor (na forma das cargas). Basicamente, esse processo visa fazer com que a tinta seja atraída para as áreas escuras do papel a ser copiado.

O toner (a tinta em pó) é pulverizado com uma carga negativa, a qual é atraída para as áreas do tambor que estão carregadas positivamente. O papel recebe uma carga positiva que é maior que a do tambor, de forma que ele seja capaz de retirar a tinta do tambor. Ao passar tudo por um rolo aquecido, a tinta derrete e se fixa no papel (é por isso que ele sai quentinho da máquina).

Em impressoras a laser, o processo é bem parecido. A diferença é que há um laser que deixa a imagem carregada positivamente. A melhor cópia em impressoras a laser ocorre pelo fato de que o laser pode ser controlado com maior precisão. Já em impressoras a jato de tinta, há um bocal que faz a pulverização das gotas de tinta, as quais recebem carga eletrostática. As gotículas são direcionadas usando placas carregadas e, assim, a imagem é formada no papel.

É claro que a Lei de Coulomb também faz parte de muitos outros elementos da Engenharia e da vida de modo geral. Então, quando você estiver em um momento de ódio de Eletromagnetismo, lembre-se o quanto ele é importante.

Referências: Interesting Engineering; Science.

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Larissa Fereguetti

Doutoranda, mestre e engenheira. Fascinada por tecnologia, curiosidades sem sentido e cultura (in)útil. Viciada em livros, filmes, séries e chocolate. Acredita que o conhecimento é precioso e que o bom humor é uma ferramenta indispensável para a sobrevivência.

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