Efisica

Potencial de um condutor

 


No Capítulo III vimos o significado físico do potencial de um ponto de campo eletrostático: é a energia potencial da unidade de carga colocada nesse ponto. Em outras palavras, o potencial de um ponto significa o trabalho que o campo eletrostático realiza quando desloca a unidade de carga desse ponto ao infinito (fim do campo).

Quando um condutor está eletrizado, cada ponto da superfície do condutor está colocado no campo elétrico formado pela carga elétrica existente no restante do condutor; então cada ponto de superfície de um condutor tem potencial.

Suponhamos um condutor eletrizado estaticamente, isto é, a carga elétrica em equilíbrio. Nesse caso, todos os pontos da superfície estão com o mesmo potencial. Porque, se houvesse dois pontos com diferença de potencial, haveria deslocamento de carga entre eles, e a carga não estaria em equilíbrio. A superfície de um condutor é então equipotencial. Por definição chamamos potencial do condutor a esse potencial comum dos pontos da superfície do condutor.

Fisicamente o que se passa é o seguinte: quando carregamos um condutor de forma qualquer, como por exemplo, o da figura ao lado, a carga elétrica se distribui com densidade elétrica diferente de região para região, de -acordo com a curvatura, de maneira tal que todos os pontosda superfície fiquem com o mesmo potencial.


Potencial zero

 

Pelo fato de todos os corpos escoarem suas cargas para a terra quando ligados a ela, consideramos o potencial da terra como valente zero. Mais adiante justificaremos melhor este fenômeno.


Linha de força

 

Vimos já que as linhas de força encontram as superfícies equipotenciais normalmente. Como a superfície de um condutor é equipotencial, as linhas de força sempre encontram a superfície do condutor normalmente (fig. 95).



Figura 95


Exemplo - Potencial de uma esfera

 

Seja uma esfera de raio R e carga Q. Para calcular o potencial de um ponto da superfície imaginamos a carga acumulada no centro e aplicamos a expressão do potencial criado por uma carga puntiforme ( ). A distância de um ponto da superfície ao centro da esfera é R. Então, como já vimos na fórmula abaixo fica:

onde é a constante dielétrica do meio em que está a esfera.


Diferença de potencial entre dois condutores

 

Dados dois condutores eletrizados estaticamente, como as suas superfícies são equipotenciais, a diferença de potencial entre eles é a diferença de potencial entre um ponto qualquer da superfície de um e um ponto qualquer da superfície do outro.

É importante lembrar sempre que essa diferença de potencial significa o trabalho necessário para deslocar a unidade de carga da superfície do primeiro até a superfície do segundo.

 

 

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