10 – DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS EM UM CONDUTOR
CONTEÚDO: Distribuição de cargas em um condutor. Páginas 46 a 51.
EXERCÍCIOS DE AULA: Apostila Positivo (Página 50 – 1 a 5)
LIÇÃO DE CASA: Apostila Positivo (Página 50 – 6, 8 e 9)
10 – DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS EM UM CONDUTOR
Um condutor se encontra em equilíbrio eletrostático quando nele não ocorre movimento ordenado de cargas elétricas em relação a um referencial fixo no condutor.
Num condutor em equilíbrio eletrostático:
- O campo elétrico resultante nos pontos internos é nulo.
- O potencial elétrico em todos os pontos internos e superficiais do condutor é constante.
- Nos pontos da superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático, o vetor campo elétrico tem direção perpendicular à superfície.
- As cargas elétricas em excesso de um condutor em equilíbrio eletrostático distribuem-se por sua superfície externa.
CONDUTOR PONTIAGUDO
O para-raio de Benjamin Franklin. Nunca empine pipa durante tempestades, pode ser fatal.
Todo condutor que apresenta uma região pontiaguda na superfície dificilmente permanece eletrizado, pois as cargas elétricas que chegam a um condutor vão se acumulando na ponta e escapam através dela. Isso explica por que os objetos altos e pontiagudos, como árvores isoladas, o topo de uma colina, postes de iluminação, devem ser evitados por ocasião de tempestades: as cargas elétricas positivas acumuladas em curvaturas atraem os elétrons das nuvens mais baixas, resultando na descarga elétrica conhecida como raio.
Esses três fatos são conhecidos como “poder das pontas”:
1o) uma ponta sempre se eletriza mais facilmente do que uma região não pontuda;
2o) se um corpo já está eletrizado, uma ponta perde carga elétrica mais facilmente do que as regiões não pontudas; por este motivo é difícil manter-se eletrizado um corpo que possua pontas;
3o) se um corpo está eletrizado, uma ponta tem sobre os outros corpos uma ação muito mais forte do que as regiões não pontudas.
O para-raio atrai a descarga elétrica e a conduz para o solo de forma segura.
BLINDAGEM ELETROSTÁTICA
A figura mostra que uma pessoa na gaiola fica imune aos campos elétricos externos, ou seja, mesmo sob a ação de cargas exteriores, o campo elétrico no interior do condutor é nulo. É um experimento clássico denominado gaiola de Faraday.
Gaiola de Faraday
Esse raciocínio pode ser aplicado a um veículo trafegando em meio a uma tempestade, ou mesmo sendo tocado por um fio de alta tensão. A segurança dos passageiros estará garantida enquanto eles permanecerem dentro do veículo, que funciona como blindagem eletrostática. Além do campo elétrico no interior ser nulo, todos os pontos interiores têm o mesmo potencial. Outro exemplo clássico é colocarmos um celular numa lata de leite em pó, por exemplo, e fecharmos a lata. Se ligarmos para esse aparelho, cairá na caixa postal.