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 O que é um condutor elétrico em equilíbrio eletrostático? É um condutor com cargas em excesso em equilíbrio, isto é, que não têm direção preferencial de movimento. O que pode ser afirmado sobre o potencial elétrico de um condutor em equilíbrio eletrostático? As cargas elétricas em excesso sem direção preferencial de movimento indicam constância do potencial elétrico O condutor elétrico em equilíbrio eletrostático é um corpo equipotencial. Qual é o valor do vetor intensidade de campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio eletrostático? O módulo do vetor intensidade de campo elétrico representa a taxa de variação do potencial elétrico. Como no interior do condutor em equilíbrio eletrostático o potencial elétrico é constante então o vetor é nulo. Não há campo elétrico no interior de um condutor elétrico em equilíbrio eletrostático. O que é uma blindagem eletrostática? Uma região do espaço está blindada eletrostaticamente quando está envolvida por uma superfície condutora, o que acarreta a inexistência de campo elétrico no seu interior. Qual é a orientação de vetor intensidade de campo elétrico na superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático? Como a superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático é eqüipotencial, as linhas de força e os vetores intensidade de campo elétrico são ortogonais à superfície. Como estão distribuídas as cargas em excesso num condutor em equilíbrio eletrostático? As cargas em excesso sendo de mesmo sinal se repelem tendendo a ocupar a posição de máximo afastamento, estando conseqüentemente concentradas na superfície externa. Não existem cargas elétricas em excesso no
interior do condutor em equilíbrio eletrostático. A espessura da camada amarela representa o adensamento das cargas na superfície externa do condutor. Exemplos importantes:
O que é o “poder das pontas”? O “poder das pontas” se refere ao aumento da atividade elétrica em regiões de ponta devido ao maior adensamento das cargas nestas regiões. Fala, galera! Nesta aula, vamos resolver algumas questões sobre condutor em equilíbrio eletrostático. Antes, porém, vamos revisar rapidamente alguns conceitos e fórmulas importantes desse campo da Eletrostática. Acompanhe! Um corpo condutor está em equilíbrio eletrostático quando não há movimento de cargas elétricas (elétrons) por ele. Quando isso acontece, o campo elétrico resultante no interior do corpo é nulo (E = 0). Além disso, o potencial elétrico (V) em todos os pontos do interior e da superfície é constante (VA = VB = VC…). Nesta situação, outro ponto importante é que o vetor campo elétrico é perpendicular à superfície do condutor. Isso porque essa superfície é equipotencial (todos os pontos têm o mesmo potencial). Por fim, as cargas elétricas em excesso ficam distribuídas na superfície externa do corpo. Blindagem EletrostáticaVeja a figura: Considere um condutor oco X em equilíbrio eletrostático. No interior de X existe um corpo Y. Como o campo elétrico no interior de qualquer condutor em equilíbrio eletrostático é nulo, o corpo X protege o corpo Y de ações elétricas externas, realizando uma blindagem eletrostática. Esse fenômeno também é chamado de Gaiola de Faraday. Poder das pontasObserve: Como o excesso de carga fica distribuído na superfície do corpo, a densidade superficial de cargas (carga/área) em um condutor é maior na superfície com menor raio de curvatura. Na região mais pontiaguda há maior concentração de cargas. Em torno dela, o campo elétrico é mais intenso (EB > EA). Potencial elétrico de esfera eletrizadaQuando falamos de esferas eletrizadas, devemos considerar quatro regiões: Fora da esfera: para calcular o potencial elétrico que uma carga Q gera em um ponto em um distância d do lado de fora da esfera, vamos considerar que toda a carga da esfera está concentrada no meio dela. Nesse caso, usaremos: Próximo da esfera: quando um corpo está muito próximo da esfera, consideramos que a distância d é aproximadamente igual ao raio (d ≅ R). Assim: Na superfície ou dentro da esfera: os potenciais em quaisquer pontos na superfície ou dentro de um corpo em equilíbrio são iguais. Portanto: Campo elétrico de esfera eletrizadaAssim como acontece com o potencial elétrico, temos quatro situações para o campo elétrico: Fora da esfera: para calcular o campo elétrico que uma carga Q gera em um ponto em um distância d do lado de fora da esfera, vamos considerar que toda a carga da esfera está concentrada no meio dela. Temos a fórmula: Próximo da esfera: novamente vamos considerar que a distância é semelhante ao raio: Na superfície da esfera: o campo elétrico na superfície cai pela metade em relação ao campo que está próximo a ela: Dentro da esfera: como vimos, o campo elétrico é nulo (Einterno = 0). Equilíbrio eletrostático entre esferasVamos ver como calcular a quantidade de carga depois que as esferas são colocadas em contato. Veja a figura: Veja que A e B têm raios diferentes. Elas têm, respectivamente, cargas QA e QB e potenciais elétricos VA e VB. Esses potenciais eram dados pelas fórmulas: Quando colocamos as duas esferas em contato por meio de um fio condutor, elétrons passam de uma esfera a outra até que ambas fiquem em equilíbrio eletrostático. Em outras palavras, as esferas passarão a ter o mesmo potencial elétrico (V’A = V’B). Note, porém, que as cargas continuarão não sendo iguais (Q’A ≠ Q’B). Então: Nessas situações, no final, após o equilíbrio ser alcançado, fica com mais carga a esfera que tem maior raio. Por óbvio, se as esferas forem iguais, as cargas se igualarão. Exercícios sobre condutor em equilíbrio eletrostáticoQuestão 1Uma esfera condutora, de raio igual a 90 cm, está eletrizada com carga de módulo Q. Sabe-se que o potencial elétrico em seu interior vale 180 V. a) Qual o potencial elétrico em um ponto situado na superfície da esfera? Sabemos que o potencial na superfície é igual ao potencial no interior. Ou seja, vale 180 V. b) Determine a quantidade de carga elétrica esfera. Dados: e = 1,6.10-19 C; K0 = 9,0.109 N.m²/C² Vamos usar a fórmula para encontrar o potencial na superfície ou no interior da esfera: Q = 16.10-9 C Questão 2Uma esfera condutora, oca, encontra-se eletricamente carregada e isolada. Para u m ponto de sua superfície, os módulos do campo elétrico e do potencial elétrico são 400 N/C e 40 V. Qual a intensidade do campo elétrico para um ponto localizado no centro da esfera? Sempre que for perguntado o campo elétrico dentro de um corpo eletrizado em equilíbrio eletrostático é sempre nulo. Einterno = 0. Questão 3(UFV-MG) Durante uma tempestade, um raio atinge um ônibus que trafega por uma rodovia. Pode-se afirmar que os passageiros: a) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois a carroceria metálica do ônibus atua como uma blindagem eletrostática, tornando o campo elétrico interno nulo. b) serão atingidos pela descarga elétrica, em virtude da carroceria metálica ser boa condutora de eletricidade. c) serão parcialmente atingidos, pois a carga será homogeneamente distribuída na superfície interna do ônibus. d) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois os pneus de borracha asseguram o isolamento elétrico do ônibus. e) não serão atingidos, pois os ônibus interurbanos são obrigados a portar um pára-raios em sua carroceria. RESOLUÇÃO: Nada acontece, pois a casca do ônibus atua como condutor em equilíbrio eletrostático, de maneira que toda descarga elétrica passa pela superfície. Há, portanto, uma blindagem eletrostática. RESPOSTA: D Espero que você tenha entendido um pouco melhor como resolver exercícios de condutor em equilíbrio eletrostático. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias,entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você! SAIBA MAIS Me acompanhe nas redes sociais: curta a minha página no Facebook, me siga no Instagram, se inscreva no Youtube e participe do meu canal oficial no Telegram. Como se apresenta o campo elétrico no interior e na superfície de um condutor em equilíbrio?No interior de um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo. No entanto, na superfície do condutor pode haver campo elétrico não nulo, desde que ele seja perpendicular à superfície como mostram as figuras 7 e 8. Quando o condutor está eletrizado positivamente, o campo elétrico é de afastamento (fig.
Qual a definição de campo elétrico no interior e na superfície do condutor?Campo Elétrico em Condutores
Diz-se que um condutor está em equilíbrio eletrostático quando não há movimento organizado de carga, mesmo na presença de um campo elétrico externo. No interior de materiais condutores em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo.
Qual o do campo elétrico nos pontos internos de um condutor?O campo elétrico no interior de um condutor isolado e EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO é nulo.
Quando um condutor está em equilíbrio?Um corpo condutor está em equilíbrio eletrostático quando não há movimento de cargas elétricas (elétrons) por ele. Quando isso acontece, o campo elétrico resultante no interior do corpo é nulo (E = 0).
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Como se representa o campo elétrico no interior e na superfície de um condutor em equilíbrio?
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