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Condutor em equilíbrio eletrostático

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by

Ana Carolina Baumert

on 28 October 2013

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Transcript of Condutor em equilíbrio eletrostático

Condutor em equilíbrio eletrostático
Suponhamos que um condutor inicialmente neutro seja eletrizado. Apenas para fixar ideias, suponhamos que ele tenha recebido carga negativa, isto é, elétrons. Durante um intervalo de tempo muito curto (muito menor do que 1 segundo) esses elétrons se repelem, formando pequenas correntes elétricas. 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 imagens.
Suponhamos agora que o condutor seja eletrizado positivamente. Isto significa que o condutor perdeu elétrons, ficando com um excesso de cargas positivas. Durante um curtíssimo intervalo de tempo os elétrons livres restantes se rearranjam de modo que ao ser atingido o equilíbrio eletrostático, o excesso de cargas positivas se localizam na superfície do condutor como nas imagens.
Blindagem Eletrostática
Se, no interior de um condutor oco em equilíbrio eletrostático o campo elétrico é nulo, qualquer aparelho elétrico e eletrônico, quando colocado em seu interior ficará protegido de influências perturbadoras externas.
A blindagem eletrostática (gaiola de Faraday)
também é utilizada nos carros e aviões, oferecendo
proteção contra descargas elétricas. Construções também são feitas utilizando blindagem eletrostática, a fim de proteger seus equipamentos elétricos e eletrônicos.



Dizemos que um condutor está em equilíbrio eletrostático quando no seu interior não há movimento ordenado de seus elétrons livres, isto é, não há correntes elétricas. Os elétrons livres ficam em movimento caótico
Distribuição de cargas
Se o condutor tiver formato esférico os elétrons se distribuem de modo uniforme pela superfície. Porém, quando o condutor não for esférico , há uma concentração maior de elétrons nas regiões pontudas. Quando mais pontuda for a região, maior será a concentração de elétrons.

Também neste caso, se o condutor for esférico o excesso de cargas positivas se distribuem uniformemente pela superfície do condutor. Se o condutor não for esférico haverá uma concentração maior de cargas positivas nas regiões mais pontudas.
Gaiola de Faraday
Esse fenômeno foi comprovado experimentalmente por Michael Faraday, quando ele entrou em uma gaiola de metal e se sentou em uma cadeira de madeira, deu-se uma descarga elétrica, e nada aconteceu a ele, e provou que um corpo dentro da gaiola poderia permanecer lá, isolado e sem levar nenhuma descarga elétrica pois os elétrons se distribuem em sua parte exterior da superfície.
Gerador de Van de Graaff
Ao ser eletrizado, um condutor elétrico tende a afastar as cargas elétricas o máximo que pode. Isso acontece porque o excesso de cargas tem exatamente o mesmo sinal, o que significa que as cargas se movimentam e se distribuem na superfície do condutor, seja ele maciço ou oco.
Quando essa distribuição acontece de forma desordenada na superfície do condutor, dizemos que ele está em equilíbrio eletrostático.
A concentração de cargas elétricas é mais significativa em regiões pontiagudas, ou seja, mesmo que as cargas elétricas se situem na superfície do condutor, se ele tiver uma ponta em sua superfície, a maior quantidade de cargas elétricas estará exatamente nessa ponta.
Baseado nessa teoria, temos em nosso cotidiano a utilização dos para-raios, que concentram uma maior quantidade de cargas elétricas em suas pontas. No gerador Van-Der-Graaf o que causa a eletrização é um acumulo de cargas que gera uma ddp (diferença de potencial elétrico). Mas um baixo acúmulo de cargas gera uma ddp suficientemente grande para fazer passar uma corrente pelo ar e por isso a corrente é muito baixa, por isso a única coisa que sentimos é um pequeno choque.
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