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quarta-feira, 12 de maio de 2021

Eletricidade - Aula 12

Esfera de isopor atraída por bastão atritado com pano de lã e Esfera de isopor blindada
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12ª aula
Propriedades dos condutores em equilíbrio eletrostático

Borges e Nicolau

Um condutor eletrizado ou não está em equilíbrio eletrostático quando nele não há movimento ordenado de cargas elétricas.

Para um condutor em equilíbrio eletrostático são válidas as seguintes propriedades:

  • O campo elétrico resultante nos pontos internos de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo.

    x
  • O potencial elétrico em todos os pontos internos e superficiais de um condutor em equilíbrio eletrostático é constante.

     

  • As cargas elétricas em excesso num condutor em equilíbrio eletrostático distribuem-se por sua superfície externa.x
x

  • A densidade elétrica superficial de cargas é maior nas regiões pontiagudas. 


Na região em torno da ponta o campo elétrico é mais intenso. Quando há escoamento de cargas elétricas para o ambiente ele ocorre através das pontas. É o poder das pontas.

  • O vetor campo elétrico num ponto da superfície tem direção perpendicular à superfície.


Gaiola de Faraday

Michael Faraday construiu uma gaiola metálica para provar que condutores carregados eletrizam-se apenas em sua superfície externa. O próprio Faraday entrou na gaiola, grande o suficiente para abrigá-lo, e fez com que seus assistentes a eletrizassem intensamente. Da gaiola, mantida sobre suportes isolantes, saltavam faíscas, mas o cientistas em seu interior, não sofreu efeito elétrico algum. Este fenômeno é denominado Blindagem Eletrostática. As blindagens eletrostáticas protegem os aparelhos sensíveis de interferências elétricas externas.

Museu da Ciência de Boston

Animações
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Condutor em equilíbrio eletrostático 
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Blindagem Eletrostática (I)
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Blindagem Eletrostática (II)
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Avião atingido por um raio
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Exercícios básicos

Exercício 1:
Considere um condutor eletrizado positivamente e em equilíbrio eletrostático.


Pode-se afirmar que:

a) O campo elétrico nos pontos A, B, C e D é nulo
b) Os potenciais elétricos nos pontos A, B, C e D são iguais.
c) A densidade de cargas elétrica é maior em A do que em D.
d) O potencial elétrico em D é maior do que em A.
e) As cargas elétricas em excesso estão em movimento ordenado.

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Exercício 2:
Uma esfera metálica oca, provida de um orifício, está eletrizada com carga elétrica Q.


Dispõe-se de uma pequena esfera metálica neutra.


Estabelece-se um contato entre a esfera oca e a pequena esfera.


Indique quais são as afirmações corretas.

I) Se o contato for interno a pequena esfera não se eletriza.
II) Se o contato for externo a pequena esfera não se eletriza.
III) Se o contato for interno a pequena esfera se eletriza
IV) Se o contato for externo a pequena esfera se eletriza.

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Exercício 3:
Por que nos para-raios são geralmente utilizadas extremidades pontiagudas, feitas de metais condutores?


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Exercício 4:
Por que os aviões possuem pequenos fios metálicos que se prolongam das asas?


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Exercício 5:
Por que no interior de um carro você fica protegido durante uma tempestade com raios?

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