Engenharia 360

O que é a Lei de Coulomb e como ela se aplica ao funcionamento das copiadoras?

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por Larissa Fereguetti
| 03/05/2019 | Atualizado em 24/10/2024 3 min
Imagem de Andrea Piacquadio em Pexels

O que é a Lei de Coulomb e como ela se aplica ao funcionamento das copiadoras?

por Larissa Fereguetti | 03/05/2019 | Atualizado em 24/10/2024
Imagem de Andrea Piacquadio em Pexels
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Eletromagnetismo é, sem dúvida, uma das disciplinas mais desafiadoras da Engenharia. Muitos estudantes já enfrentaram dificuldades com “Eletromag”. Se você passou sem maiores problemas, considere-se sortudo! Uma das principais teorias abordadas nessa disciplina é a Lei de Coulomb, essencial em várias áreas da Engenharia. Curiosamente, a aplicação dessa lei é o que permite o funcionamento de máquinas copiadoras! Saiba mais no artigo a seguir, do Engenharia 360!

Lei de Coulomb nas copiadoras
Imagem de Engin Akyurt em Pexels

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.

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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 reproduzida de 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.

Como a Lei de Coulomb faz uma copiadora funcionar?

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.

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A saber, 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 reproduzida de 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).

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Aplicações além das copiadoras

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.


Fontes: Interesting Engineering; Science.

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Larissa Fereguetti

Cientista e Engenheira de Saúde Pública, com mestrado, também doutorado em Modelagem Matemática e Computacional; com conhecimento em Sistemas Complexos, Redes e Epidemiologia; fascinada por tecnologia.

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