Para entender o potencial elétrico de uma esfera condutora eletrizada devemos analisar primeiramente o que ocorre dentro da esfera, que ao ser eletrizada alcança rapidamente o equilíbrio eletrostático em razão do espalhamento uniforme das cargas excedentes através de sua superfície externa. Nessa situação, o campo elétrico e a força elétrica dentro dessa esfera são nulos. Show
Assim, se colocarmos uma partícula eletrizada com carga q sobre um ponto A dentro da esfera e ela for deslocada para um ponto B, também interno à esfera, nenhum trabalho (τ) será realizado sobre ela e pela equação: VA – VB = τ/q, temos que VA = VB, se VA fosse diferente de VB haveria fluxo de cargas entre esses dois pontos, e isso não pode ocorrer quando a esfera está em equilíbrio eletrostático, dessa forma, podemos dizer que: No interior de uma esfera eletrizada em equilíbrio eletrostático, todos os pontos têm o mesmo potencial elétrico. Quando temos um ponto S exatamente na superfície da esfera ocorre novamente que o trabalho realizado para levar uma carga q de A ou B até S é igual a zero, dessa forma podemos concluir que: Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) O potencial elétrico em qualquer ponto situado no interior de uma esfera eletrizada em equilíbrio eletrostático é igual ao potencial em sua superfície.
Agora temos que saber qual é o valor do potencial elétrico na superfície da esfera em equilíbrio eletrostático, e para isso devemos lembrar que esferas eletrizadas nessas condições de equilíbrio eletrostático podem ser consideradas como se tivessem toda sua carga concentrada em seu centro, então se tivermos uma esfera de raio R, o potencial em sua superfície será dado por V = KoQ/R, e também se tivermos um ponto P localizado externamente à esfera a uma distância r do seu centro (dessa forma r > R), o potencial elétrico da esfera em P pode ser calculado pela equação (veja a figura acima): V = KoQ/r O potencial para pontos no interior da esfera (r ≤ R) é constante, e para pontos fora da esfera (r > R) decresce de forma inversamente proporcional à distância (r). Propriedades dos Condutores em Equilíbrio Eletrostático O campo elétrico no interior do condutor é sempre nulo; 2. O potencial elétrico é o mesmo em todos os pontos do interior e da superfície do condutor; … O vetor campo elétrico é perpendicular à superfície em todos os pontos. O que é e como funciona um condutor esférico?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. Seja R o raio da esfera e d a distância do centro da esfera até o ponto onde se querem o campo elétrico E e o potencial V. O que é a gaiola de Faraday como ela funciona?A malha condutora que envolve a pessoa protege-a, funcionando como uma gaiola de Faraday. … Quando um campo elétrico externo é direcionado a uma gaiola de Faraday, os elétrons da gaiola se rearranjam de modo que o campo elétrico do interior da gaiola continue nulo. O que devemos fazer para produzir um campo elétrico em um condutor?Pois bem, dividindo-se a carga de um condutor em duas partes – uma devida a um pequeno disco circular tomado sobre a superfície e outra devido ao restante das cargas – o disco produz campos de intensidade σ/2ε0 acima e abaixo dele e em sentidos opostos, assim, o restante das cargas deve “conspirar” para produzir um … Quais portadores de carga podem se movimentar em um condutor?Resposta
Quando surge um campo elétrico?Quando uma carga puntiforme eletrizada está fixa em um ponto, ao seu redor irá surgir um campo elétrico. Qual é o sentido do campo elétrico para uma fonte geradora positiva?O vetor campo elétrico (E) se afasta quando a carga geradora do campo é positiva (Q>0). Quando a carga geradora do campo é negativa o vetor campo elétrico (E) apresenta sentido de aproximação. Tudo isso não varia apesar da mudança no sinal das cargas de prova. Qual é a unidade do campo elétrico?No Sistema Internacional de Unidades, o campo elétrico pode ser medido tanto em Newton por Coulomb (N/C) quanto em Volt por metro (V/m), sendo elas unidades compatíveis. O que é o princípio de superposição explique usando a definição de campo elétrico?Princípio da superposição A força com a qual duas cargas interagem não é modificada pela presença de uma terceira. Em outras palavras, se uma carga está em presença de outras cargas elétricas, a força resultante sobre ela é a soma vetorial das forças exercidas por cada uma das cargas em separado. Como ambos os corpos têm carga a força elétrica e de afastamento?A lei de Coulomb Coulomb descobriu que a força elétrica que atua sobre dois corpos eletricamente carregados é diretamente proporcional às suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância. Quais são as principais características dos condutores em equilíbrio eletrostático?Para que existam condutores em equilíbrio eletrostático, esse fenômeno deve apresentar as seguintes condições: O campo elétrico no interior do condutor deve ser nulo (E =0). O potencial elétrico na parte externa do condutor deve ser o mesmo em todos os pontos.
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).
O que e 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 são os tipos de condutores elétricos?Os condutores elétricos mais eficazes são:. Prata.. Cobre.. Alumínio.. Mercúrio.. Ferro.. Água do mar.. |
Quais são as características de um condutor em equilíbrio elétrico?
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