Quando um condutor está em equilíbrio eletrostático podemos afirmar que?
(MACKENZIE) Quando um condutor está em equilíbrio eletrostático, pode-se afirmar, sempre, que: ... e) o condutor poderá estar neutro ou eletrizado e, neste caso, as cargas em excesso distribuem-se pela sua superfície.
Quando um condutor esférico e maciço eletricamente carregado se encontra em equilíbrio eletrostático?
e) Quando um condutor esférico e maciço e eletricamente carregado se encontra em equilíbrio eletrostático, o potencial elétrico no interior do condutor é nulo.
O que é o equilíbrio elétrico?
Equilíbrio elétrico é quando o veículo é capaz de repor a mesma quantidade de energia que consome no momento da partida e alimentar o sistema elétrico com o veículo em movimento.
Quais as características do campo elétrico de um condutor esférico eletrizado?
Condutor esférico: a carga elétrica e uma esfera condutora, em equilíbrio eletrostático e isolada de outras cargas, distribui-se uniformemente pela sua superfície, devido à repulsão elétrica. ... a intensidade do campo elétrico na superfície da esfera fica reduzido à metade do campo elétrico muito próximo dessa superfície.
Qual das afirmativas seguintes está correta em relação a um condutor eletrizado que está em equilíbrio eletrostático?
Resposta letra b). Como o condutor está em equilíbrio eletrostático E = 0 no interior do condutor. Isso implica que não há diferença de potencial em qualquer ponto do condutor.
Qual a densidade de um condutor esférico?
- No caso de um condutor isolado (longe de outros condutores) que esteja eletrizado e em equilíbrio eletrostático, a densidade terá módulo maior nas regiões pontudas. Um condutor esférico de raio R = 3,0 m está uniformemente eletrizado com carga Q = 230 C. Calcule a densidade superficial de cargas na superfície desse condutor.
Por que o campo elétrico é perpendicular à superfície do condutor?
- A necessidade de o campo elétrico ser perpendicular à superfície do condutor decorre do fato de o condutor estar em equilíbrio eletrostático. Se o campo elétrico fosse inclinado em relação à superfície, como ilustra a Fig.9, haveria uma componente tangencial que provocaria o movimento das cargas elétricas. Fig. 9
Como é atingido o equilíbrio eletrostático?
- No entanto, após esse curtíssimo intervalo de tempo, é atingido o equilíbrio eletrostático, com os elétrons em excesso distribuídos pela superfície do condutor, como ilustram as figuras 2 e 3. Se o condutor tiver formato esférico (Fig.2) os elétrons se distribuem de modo uniforme pela superfície.
Qual a carga elétrica da esfera de alumínio?
- Uma esfera de alumínio está carregada eletricamente a um potencial V = 5.000 volts acima do potencial da Terra. Sendo C a capacidade elétrica da esfera, conclui-se que sua carga é:
Alternativa b).
Explicação:
Vamos analisar cada alternativa com bastante cuidado para detectarmos a incongruência.
a) Numa superfície Va = Vb equipotencial resulta, τab = 0, isto é, não há trabalho sobre a superfície equipotencial.
Quando um condutor está eletrizado e a carga elétrica está em equilíbrio na superfície de um condutor, essa superfície é equipotencial. Pois, se não o fosse, a carga não estaria em equilíbrio, mas, em deslocamento.
VERDADEIRA!
b) Não ocorre necessariamente para todos os casos, já que, a diferença de potencial entre dois pontos separados por um pequeno percurso dr é:
dV = - E.dr
esta equação mostra que o potencial decresce mais rapidamente na direção do campo elétrico e mantém-se constante na direção perpendicular ao campo. Em cada ponto onde o campo não for nulo, existe uma única direção em que o potencial permanece constante; o campo elétrico é perpendicular a essa direção, e aponta no sentido em que V diminui (figura abaixo).
As cargas positivas deslocam-se no sentido em que o potencial decresce, e as cargas negativas deslocam-se no sentido em que o potencial aumenta.
Para que o campo seja nulo no interior da esfera, o potencial deverá ser constante nessa região. Como o potencial deve ser uma função contínua, o valor constante do potencial, dentro da esfera, deverá ser o mesmo que na superfície; nomeadamente
V = k.Q/a (se r < a)
Dentro da esfera (r < a) o campo é nulo e o potencial é constante. Fora da esfera, o potencial decresce inversamente proporcional à distância.
Percebemos que, a afirmativa b, não é um caso geral, já que, existem casos particulares que essa relação não acontece dessa forma necessariamente, mas não está incorreta também. Vamos colocar como a mais provável de ser incorreta.
FALSO!
c) Essa alternativa é consequência do trabalho ser nulo (τab = 0), para haver um trabalho sobre a carga é necessário haver uma ddp:
W = q.(Ua - Ub)
Numa superfície equipotencial, Ua = Ub e existe movimento da carga.
Como Ua = Ub ---> W = 0 ---> W = F.d ---> 0 = F.d ---> d ≠ 0 , logo, F = 0
VERDADEIRO!
d) Uma conseqüência da definição de superfície equipotencial é que o campo E deve ser perpendicular S em qualquer ponto. Isto significa que a componente do campo E, tangencial à superfície S, é nula.
VERDADEIRO!
e) O campo elétrico no interior de um condutor isolado e EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO é nulo.
De fato pode existir campo elétrico NÃO nulo no interior de condutores (é o que está acontecendo agora, por exemplo, nos condutores do circuito elétrico do computador que utilizas ou da rede elétrica que o alimenta) mas então haverá correntes elétricas no condutor. Acontece que se um condutor estiver isolado tais correntes acabam cessando depois de algum tempo (este intervalo de tempo é na nossa escala de percepção de tempo muitíssimo pequeno, quase nulo) pois para sustentar uma corrente elétrica em um condutor há que se transferir energia para ele e como o condutor está isolado, tal não pode acontecer.
Desta forma é importante destacar que a afirmação “o campo elétrico interno a um condutor é nulo” é verdadeira quando o condutor estiver em equilíbrio eletrostático.
VERDADEIRA!
A afirmativa falsa é a letra B.
Obs.: esta afirmativa não está incorreta, só não se aplica para o caso geral, como essa tarefa busca uma afirmativa falsa como resposta, provavelmente a letra B é a mais próxima. Este exercício poderia ser um pouco mais elaborado.