Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Eletrostática IV: condutores em equilíbrio e capacitância (Condutor em…
Eletrostática IV:
condutores em equilíbrio e capacitância
Condutor em equilíbrio eletrostático
um condutor, eletrizado ou não, encontra-se em equilíbrio eletrostático quando nele não ocorre movimento ordenado de cargas elétricas em relação a um referencial fixo no condutor
Apresenta as seguintes propriedades:
O campo elétrico resultante nos pontos internos do condutor é nulo.
Se não fosse nulo, o campo elétrico atuaria nos elétrons livres, colocando-os em movimento ordenado.
O potencial elétrico em todos os pontos internos e superficiais do condutor é constante.
Sempre igual a KQ/R. NÃO EXISTE DIFERENÇA DE POTENCIAL, senão os elétrons estariam em um movimento ordenado, levando a uma corrente elétrica e o corpo esquentaria. Se entre dois pontos do condutor houvesse diferença de potencial, os elétrons livres estariam em movimento ordenado, deslocando-se para as regiões de maior potencial. Sua superfície é equipotencial.
Como as linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais e o vetor campo elétrico é tangente à linha de força, então, nos pontos da superfície de um condutor em equilíbrio eletrostático, o vetor campo elétrico tem direção perpendicular à superfície
Distribuição das cargas elétricas em excesso num condutor em equilíbrio eletrostático
As cargas elétricas em excesso de um condutor em equilíbrio eletrostático distribuem-se por sua superfície externa
Quando postas em contato (eletrização por contato), os dois condutores terão o mesmo potencial elétrico (mas não necessariamente a mesma quantidade de cargas). Va' = Vb'
Campo e potencial de um condutor esférico
A intensidade do campo e o potencial são calculados como se a carga Q fosse puntiforme e estivesse localizada no centro da esfera.
Eext = K0. Q/d² e V = K0. Q/d
Para calcular a intensidade do campo a um ponto externo à esfera, mas infinitamente próximo à ela, a distância d deve ser substituída pelo próprio raio R, então Eprox = k0.Q/R²
Quando o ponto está na superfície da esfera: Esup = Eprox/2
Nos pontos internos do condutor, o campo elétrico é nulo e o potencial elétrico é constante: V = k0.Q/R
Densidade elétrica superficial
densidade elétrica superficial média é dada por: ΔQ/ΔA (ΔA é a superfície de área)
considerando um condutor de raio R, isolado e eletrizado com carga Q, em que Q se distribui uniformemente pela superfície, temos: σ = Q/4πR², em que 4πR² é a área da superfície esférica
1 more item...
O campo elétrico no interior do condutor é sempre 0, senão havia uma corrente elétrica a todo momento
Capacitância eletrostática de um condutor isolado
Um condutor, inicialmente neutro, é eletrizado e adquire carga Q e potencial elétrico V; depois adquire carga 2Q e seu potencial elétrico passa a ser 2V, etc
a carga Q de um condutor é diretamente proporcional ao potencial elétrico V
Q = C.V
C é a constante de proporcionalidade característica do condutor e do meio em que ele se encontra.
Quando dois condutores es tiverem no mesmo meio e sob mesmo potencial V, armazenará mais cargas o condutor que tiver maior valor de C
Assim, a grandeza C mede a capacidade que um condutor possui de armazenar cargas elétricas e recebe o nome de capacitância eletrostática C = Q/V
A capacitância de um condutor esférico de raio R é diretamente proporcional ao seu raio: C = R/k0
É sempre positiva, pois não depende da carga ou do potencial do condutor nem do material que o constitui, depende somente das dimensões do condutor e do meio em que se encontra
1 more item...
Terra: potencial elétrico de referência
O potencial elétrico aumenta a partir da superfície terrestre no sentido ascendente
existe um campo elétrico produzido pela Terra, orientado para baixo; isto é, em relação à Terra, o vetor campo elétrico é de aproximação
A Terra é um condutor em equilíbrio, em todos os seus pontos, o potencial elétrico é constante, Vt = 0
Blindagem eletrostática
Dentro de um corpo oco A, em equilíbrio eletrostático, é colocado um corpo C.
Como o campo elétrico no interior de qualquer condutor em equilíbrio é nulo, então o corpo A protege o corpo C de qualquer ação elétrica externa. Assim, um corpo eletrizado B pode induzir cargas em A, mas não em C.
O condutor A constitui uma blindagem eletrostática para o corpo C.
É muito utilizada para proteger aparelhos elétricos e eletrônicos para que não sofram influencias externas
1 more item...
