Sabe-se que:

# existem dois tipos de cargas elétricas: as positivas e as negativas;

# cargas de "mesmo sinal" se repelem, e cargas de "sinais opostos" se atraem;

# duas cargas de mesma intensidade e sinais opostos anulam-se mutuamente (neutralizam-se).

Nos experimentos de "eletrização por atrito", os objetos — neutros no início — ficam eletrizados após serem esfregados uns nos outros. Como aparecem essas cargas? São criadas durante o movimento de atrito, ou apenas transferidas de um corpo para o outro?

Vamos fazer uma brincadeira. Inicialmente, picamos um pedacinho de papel; depois esfregamos uma caneta de plástico na roupa, algumas vezes. Em seguida aproximamos a caneta das migalhinhas de papel, sem tocá-las. O que acontece? A caneta atrai as migalhinhas!

Como podemos entender essa atração, sem apelarmos para hipóteses como aquela do "humor"?

Primeiramente, lembremos da existência dos átomos, que são as pecinhas que constituem a matéria. Os átomos, em seu estado natural, são neutros. O que isso quer dizer? Que não possuem nenhuma carga elétrica, ou que possuem cargas negativas e positivas de mesma intensidade?

As duas hipóteses são possíveis. Para descobrir a verdadeira, fizeram-se muitas experiências, e os resultados são estes:

# os átomos contêm cargas positivas e negativas em igual quantidade;

# as cargas positivas ficam no centro, em um carocinho muito pequeno e muito duro chamado núcleo, que é formado por prótons (partículas positivas) e nêutrons (partículas neutras);

# as cargas negativas ficam na parte externa, em uma região chamada eletrosfera. A eletrosfera ocupa um volume muitíssimo maior que o núcleo, e é formada por elétrons: partículas negativas extremamente leves que se distribuem em diversas camadas. Os elétrons da camada interna são fortemente ligados ao núcleo, porém aqueles da camada mais externa são fracamente ligados;

# o valor da carga de cada próton é igual ao valor da carga de cada elétron, embora os sinais sejam opostos;

# cada tipo de átomo, ou seja, cada elemento químico, possui um número muito bem determinado de prótons. Exemplos: todo e qualquer hidrogênio possui um único próton em seu núcleo; todo e qualquer oxigênio possui 8 prótons; todo e qualquer urânio possui 92 prótons, etc.

Na experiência de atrito o que acontece é uma transferência de cargas. Os elétrons da última camada são fracamente ligados, então é fácil arrancá-los. (Já os prótons, fortemente unidos aos neutrons, ocupando a região central do átomo e "blindados" pelos elétrons, não se movem.) Conclusão: corpos atritados se eletrizam porque cargas negativas (elétrons da camada externa) se transferem de um para o outro. Aquele que os recebeu fica com excesso de elétrons, tornando-se negativo; aquele que os cedeu fica com falta de elétrons, tornando-se positivo.

Na experiência da caneta, quando a esfregamos no tecido da roupa provocamos a transferência de elétrons da caneta para o tecido: este fica negativo, e a caneta fica positiva. Os objetos perdem a sua neutralidade, e passam a apresentar propriedades novas, como a capacidade de atrair os pedacinhos de papel.

O que dissemos até agora não é suficiente para explicar o fenômeno da atração. Temos que ir um pouco mais a fundo, o que será feito nos próximos capítulos.

Assim como é necessário definir uma unidade de massa (quilograma, símbolo kg), e de comprimento (metro, símbolo m) para se poder fazer contas e resolver problemas, também é necessário definir uma unidade de carga. No "Sistema Internacional de Unidades" usa-se, o Coulomb, símbolo C, que foi determinado de uma maneira que explicaremos mais tarde. Por enquanto, vamos dizer apenas que 1 C equivale à carga de 6×10¹⁸ elétrons (ou prótons), o que significa uma quantidade igual ao número 6 seguido de 18 zeros: 6 000 000 000 000 000 000, ou seja, seis quintilhões.

As respostas para essas questões se encontram além do domínio do Eletromagnetismo. A primeira é respondida pela Física Nuclear, e a segunda pela Mecânica Quântica. Voltaremos a esse assunto no final, com explicações bastantes simplificadas.