Fisica3 (Eletromagnetismo)

POTENCIAL ELÉTRICO 93
A Fig. 24-18b mostra a variação do campo elétrico com a distância radial para
a mesma casca. Observe que E= O em todos os pontos situados do lado de dentro
da casca. Segundo a Eq. 24-40, o gráfico da Fig. 24- l 8b pode ser obtido a partir do
gráfico da Fig. 24-18a derivando o gráfico da Fig. 24-l 8a em relação a r (lembre-se
de que a derivada de uma constante é zero). De acordo com a Eq. 24-19, o gráfico da
Fig. 24-18a pode ser obtido a partir do gráfico da Fig. 24-18b integrando o gráfico
da Fig. 24- l 8b em relação a r.
Centelhamento de um Condutor Carregado
os condutores não esféricos, uma carga superficial não se distribui uniformemente
na superfície do condutor. Em vértices e arestas, a densidade de cargas superficiais
(e, portanto, o campo elétrico externo, que é proporcional à densidade de cargas superficiais)
pode atingir valores muito elevados. Nas vizinhanças desses vértices e
arestas, o ar pode se ionizar, produzindo as centelhas que golfistas e montanhistas
observam na ponta de arbustos, tacos de golfe e martelos de alpinismo quando o
céu está carregado. As centelhas, como o cabelo em pé, podem ser um sinal de que
um relâmpago está para acontecer. Nessas circunstâncias, é mais prudente abrigarse
no interior de uma casca condutora, local onde o campo elétrico com certeza é
zero. Um carro (a menos que se trate de um modelo conversível ou com carroceria
de plástico) constitui uma proteção quase ideal (Fig. 24-19). ~
Condutor em um Campo Elétrico Externo
Se um objeto feito de um material condutor é submetido a um campo elétrico externo,
como na Fig. 24-20, o potencial continua a ser o mesmo em todos os pontos do
objeto. Os elétrons de condução se distribuem na superfície de tal forma que o campo
elétrico que produzem no interior do objeto cancela o campo elétrico externo. Além
disso, a distribuição de elétrons faz com que o campo elétrico total seja perpendicular
à superfície em todos os pontos da superfície. Se houvesse um meio de remover
o condutor da Fig. 24-20 deixando as cargas superficiais no lugar, a configuração
de campo elétrico permaneceria exatamente a mesma, tanto para os pontos externos
como para os pontos internos.
Figura 24-19 Uma forte descarga elétrica atinge um automóvel
e chega à teJTa através de uma centelha que parte da calota do
pneu dianteiro esquerdo (observe o clarão), sem fazer mal ao
motorista. (Cortesia da Westinghouse Electric Corporation)
Figura 24-20 Um condutor descaJTegado submetido a um
campo elétrico externo. Os elétrons livres do condutor se
distribuem na superfície de tal forma que o campo elétrico no
interior do objeto é nulo e o campo elétrico na superfície é
perpendicular à superfície.