Equilíbrio EletrostáticoEquilíbrio Eletrostático

Prof. Zé GodinhoProf. Zé Godinho

Ciências Exatas e da TerraCiências Exatas e da Terra

Definição: Um condutor está em equilíbrio eletrostático quando não há fluxo ordenado dos elétrons livres em seu interior.

• As cargas elétricas distribuem-se na superfície externa do condutor• O campo no interior do condutor é nulo.• O potencial no interior é o mesmo para qualquer ponto.• a concentração de cargas é maior nas regiões pontiagudas. (poder das pontas)

+

+

++

+

+

E

E

E

E

E

++ ++

+

+

+

++

+

Para raios

Condutor Esférico

+

+

++

+

+

Campo (E)Campo (E) Potencial (V)Potencial (V)

No interior da No interior da esferaesfera

Na superfície Na superfície da esferada esfera

No exterior da No exterior da esferaesfera

22

.

R

QKE

2

.

d

QKE

R

QKV

.

d

QKV

.

0E

R

QKV

.

Diagrama E x dDiagrama E x dE

d

Exterior

Superfície

Interior

22

.

R

QKE

2

.

d

QKE

0E Interior

Superfície

Exterior

Grandeza Vetorial

R

Diagrama E x VDiagrama E x VE

d

Superfície Interior

Superfície

Exterior

Grandeza Escalar

R

Q > 0

R

QKV

.

d

QKV

.

R

QKV

.

Diagrama E x VDiagrama E x V

E

Interior

Superfície

Exterior

Grandeza Escalar

R

Q < 0

R

QKV

.

d

QKV

.

R

QKV

.

d

Rigidez Dielétrica – Grandeza física que relaciona a capacidade que o ar tem de não permitir descargas elétricas, ou seja, a capacidade de isolamento do ar.Quando a rigidez dielétrica é vencida, o ar se torna condutor e com isso ocorrem descargas elétricas conhecidas por raio.

Blindagem Eletrostática – Qualquer corpo que esteja no centro de uma esfera, possui campo elétrico nulo, dizemos que está sob efeito de uma Blindagem Eletrostática.

E = 0

ExercíciosExercícios10.01 Um condutor esférico carregado eletricamente está em equilíbrio eletrostático. A respeito do campo elétrico no seu interior, é correto afirmar:b) É sempre nulo

10.02 (UNIMEP-SP) Considere uma esfera condutora isolada e eletrizada com uma carga +Q. Assim sendo, pode-se então afirmar que:

e) O campo elétrico no interior da esfera é nulo.

10.03 Considere um condutor (de forma qualquer) eletrizado, em equilíbrio eletrostático. Das afirmativas seguintes, assinale aquela que não é verdadeira.d) Em qualquer ponto exterior ao condutor e próximo a superfície, o campo elétrico tem mesmo valor.

10.06 (FAU-SP) Uma esfera metálica é eletrizada negativamente. Se ela se encontra isolada, sua carga:

e) Distribui-se uniformemente por sua superfície

10.12 (UFAC) Uma esfera metálica encontra-se eletrizada, em equilíbrio eletrostático. Sabe-se que o potencial de um ponto da superfície desta esfera vale 220 V e o raio é de 10 cm. Podemos então concluir que a intensidade do campo elétrico e o potencial no centro da esfera valem, respectivamente

d) Zero e 220 V Interior

Superfície

Exterior

R

QKV

.

d

QKV

.

R

QKV

.

10.17 (MACK-SP)

V(103v)

d(cm)

0 5 10

-0,72

-1,44

Dados:

Carga do elétron = -1,6.10-19 C

Carga do próton = + 1,6.10-19 C

Ao eletrizar-mos uma esfera metálica no vácuo (K0 = 9.109 N.M2/C2), o potencial elétrico V por ela adquirido, em relação ao infinito, varia em função da distância d ao seu centro, conforme gráfico acima. Dessa forma, podemos afirmar que nessa esfera existem:

310.44,1V

cmR 5

R

QKV

.

2

93

10.5

.10.910.44,1

Q

Q.10.910.20,7 91

Q.10.910.5.10.44,1 923

mR 210.5

Q910.9

72

Q 910.8

enQ .

199 10.10.5 n

199 10.6,1.10.8 n

19

9

10.6,1

10.8

n 1010.5n

elétrons

d)

10.20 Os geradores de Van de Graff permitem obter potenciais de até 10 milhões de volts quando imersos no vácuo (K0 = 9.109 N.m2/C2). Se a esfera de um gerador tem um raio de 1,8 m, qual a carga fornecida a esta esfera para adquirir um potencial de 10 milhões de volts?

R

QKV

.

8,1

.10.910000000

9Q

8,1

.10.910

97 Q

Q.10.910.8,1 97

Q9

7

10.9

10.8,1

Q9

6

10.9

10.18

Q 96 10.10.2

CQ 310.2

Alguém que é importante para vocêsAlguém que talvez seja importante para vocês

“Os jovens precisam enxergar os singelos momentos, a força que surge nas perdas, a segurança que brota no caos, a grandeza que emana dos pequenos gestos. As montanhas são formadas por ocultos grãos de areia.”

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