BALANÇA DE COULOMB
As primeiras experiências com a eletricidade eram puramente qualitativas, não havendo unidades nem aparelhos de medida para quantificar os fenômenos elétricos. Com o avanço dos estudos, começaram a ser dados passos no sentido da sua medida com a construção de vários aparelhos que permitiam visualizar vários níveis de eletrização, mas não havia unidades de medida normalizadas.
Na segunda metade do século XIX, alguns cientistas determinaram experimental ou
matematicamente a relação da diminuição da força entre cargas elétricas com o quadrado da distância entre as mesmas (1/d²).
Charles Augustin Coulomb (1736-1806) era um engenheiro militar francês interessado em questões científicas. Nesta última ocupação alguns trabalhos que realizou conduziram-no à balança de torção. Em 1777 Coulomb participou num concurso proposto pela Academia de Ciências francesa para o melhoramento das bússolas magnéticas, de grande importância para o uso em navios. Para melhorar a precisão da bússola, Coulomb suspendeu-a usando um fio em vez de assentá-la sobre um suporte e realizou um estudo minucioso sobre o magnetismo terrestre e sobre o
aparelho que pretendia construir, nomeadamente sobre a torção do fio. Coulomb partilhou o prêmio da Academia com outro concorrente. Em 1779 a Academia propôs um estudo sobre as leis do atrito, de importância em diversas atividades ligadas à construção e exploração de navios. Coulomb ganhou o prêmio pelo seu trabalho apresentado em 1781, sendo eleito nesse ano para a Academia, o que vinha desejando há anos. Entre as diversas atividades que continuou a desenvolver, em 1784 apresentou um estudo sobre torção e elasticidade (na continuação de estudos anteriores) e construção de balanças de torção para medidas de precisão. Sobre este assunto, Coulomb leu na Academia em 1785 um trabalho, apenas publicada em 1788, que denominou XPrimeira memória sobre a eletricidade e o magnetismoY com os seguintes subtítulos, que são esclarecedores:
" Construção de uma balança elétrica, baseada na propriedade que têm os fios de metal, de desenvolver uma força de reação de torção proporcional ao ângulo de torção"
"Determinação experimental da lei segundo a qual os elementos dos corpos eletrizados com o mesmo tipo de eletricidade se repelem mutuamente" ...
O PRIMEIRO CAPACITOR: A GARRAFA DE LEYDEN
A garrafa de Leyden deve este nome à cidade onde foi construída, na Holanda, e foi projetada por Pieter van Musschenbroek (1692-1761) em 1745, sendo a precursora dos modernos capacitores.
Em sua primeira versão, eletrizava-se a água contida numa garrafa de vidro que segurava-se com uma mão. Quando se tocava com a outra mão uma haste metálica mergulhada na água, sofria-se um tremendo choque elétrico. A notícia desta experiência espalhou-se pelos meios científicos e tornouse também uma curiosidade.
Em 1745 Georg Von Kleist e em 1746 Le Monnier descobriram que se podia usar a garrafa de Leyden para armazenar eletricidade e usar esta nas experiências conforme se necessitasse. Tal fato representou uma verdadeira revolução no campo das experiências com eletricidade, pois até então não era conhecida nenhuma forma de armazenar eletricidade. É desta propriedade de armazenar ou condensar a eletricidade que derivou o nome de condensador, denominação antiga do capacitor.
O melhor conhecimento do funcionamento da garrafa conduziu a alterações na sua
construção. Por fim, a garrafa ficou constituída por uma jarra de vidro envolvida até 2/3 da altura por um invólucro de estanho. O seu interior é constituído por folhas finas de cobre. Um condutor metálico que atravessa uma rolha de isolamento faz contato com o cobre. Ou seja, a garrafa é um capacitor no qual o vidro é o dielétrico ...
CARGA ELÉTRICA
O elétron e o próton são cargas elétricas elementares e componentes do átomo. Por convenção, foi estabelecido que a carga do elétron é negativa e a carga do próton é positiva. Ou seja, estes apresentam polaridades opostas. Por outro lado, os nêutrons não apresentam carga.
Verificou-se experimentalmente que prótons e elétrons possuem a mesma quantidade de eletricidade, diferenciada unicamente pelo sinal. Esta quantidade é denominada carga elétrica elementar (e), pois representa a menor quantidade de eletricidade encontrada em partículas estáveis.
Assim, estabeleceu-se uma unidade para medir carga elétrica, denominada "coulomb", em homenagem ao físico francês Charles de Coulomb (1736-1806). Através de experiências, foi possível determinar o seguinte valor:
Para se obter o número de elétrons que corresponde a 1 C, pode-se empregar a seguinte regra de três ...
A grandeza física carga elétrica é também denominada oficialmente no Sistema Internacional (SI) como quantidade de eletricidade. Normalmente, emprega-se o termo não oficial quantidade de carga elétrica, representado por Q ou q.
Experimentalmente, provou-se que prótons repelem prótons, elétrons repelem elétrons, ao passo que próton e elétron atraem-se mutuamente. O nêutron não manifesta nenhuma atração ou repulsão, qualquer que seja a partícula da qual se aproxima. Na Fig. 2.2, tem-se a representação destas ações ...
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Ao se atritar duas substâncias de naturezas diferentes, inicialmente neutras, uma destas cede elétrons e a outra recebe. Ao final, ambas estarão eletrizadas com cargas elétricas opostas. A substância que ceder elétrons ficará eletrizada positivamente, e aquela que os recebe permanecerá eletrizada negativamente.
A prática mostra que é mais fácil eletrizar por atrito um corpo de natureza isolante que um condutor. Além disso, no corpo isolante, as cargas elétricas em excesso devidas ao atrito tendem a permanecer na região, ao passo que no corpo condutor acabam escoando para o ambiente.
Através de experiências com diversos tipos de materiais, percebe-se que, sempre que dois corpos de substâncias diferentes são atritados entre si, aparecerão cargas elétricas opostas nas regiões de contato. Além disso, nota-se que algumas substâncias cedem elétrons mais facilmente que outras.
Assim, pode-se estabelecer uma relação ordenada de substâncias isolantes e condutoras em termos da facilidade de ceder elétrons, denominada série triboelétrica, representada na Tabela 2.1.
Atritando-se duas substâncias, aquela que aparecer em primeiro na tabela permanecerá eletrizada positivamente, e a outra ficará eletrizada negativamente.
Por exemplo, atritando-se vidro com seda, elétrons migrarão do vidro para seda, portanto o vidro ficará eletrizado positivamente, e a seda negativamente.
ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
A eletrização por contato é um processo em que um corpo eletrizado A é colocado em contato com um corpo neutro B. Preferencialmente, deve-se empregar dois corpos condutores de eletricidade.
Quando um corpo neutro é posto em contato com um corpo eletrizado, eletriza-se com carga do mesmo sinal. Se A estiver eletrizado positivamente, em contato com B, atrairá elétrons deste, o qual se carregará positivamente, como mostra a Fig. 2.4. Se A estiver eletrizado negativamente, seus elétrons em excesso se repelem e passam em parte para B, que se carregará negativamente. Aos condutores A e B, aplica-se o princípio de conservação das cargas elétricas, isto é, a carga total permanece constante antes e após o contato.
LEI DE COULOMB
Denomina-se carga elétrica puntiforme um corpo eletrizado cujas dimensões são desprezíveis em relação às distâncias que o separam dos corpos.
No fim do século XVIII, o físico francês Charles Augustin Coulomb realizou uma série de experiências que permitiram medir o valor da força eletrostática que age sobre uma carga elétrica puntiforme, colocada uma em presença de uma outra.
Para duas cargas puntiformes Q1 e Q2, separadas por uma distância d, Coulomb concluiu: "A intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa".
Dependendo do sinal destas cargas, há atração ou repulsão. A intensidade da força entre duas cargas puntiformes depende:
- do módulo das cargas elétricas Q1 e Q2;
- da distância d entre as mesmas;
- do meio ambiente em que se encontram as cargas puntiformes.
Eletricidade 
