4) Condutores em Equilíbrio Eletrostático_250212_073044

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CAMPO ELÉTRICO – 
ESPCEX – CLJF SIRIUS – Prof. Vinícius – Física – 2025 
 
 CONDUTORES EM EQUILÍBRIO ELETROSTÁTICO 
 
 Dizemos que um condutor se encontra em equilíbrio eletrostático quando 
nele não ocorre um movimento ordenado de cargas. 
 
 Na primeira figura (abaixo) o condutor está em equilíbrio eletrostático e na 
segunda figura, não está. 
 
 
 Nos condutores em equilíbrio eletrostático as eventuais cargas elétricas em 
excesso tendem a se repelir, ocupando, com isso, sua superfície mais externa 
possível. 
 
 
 
 Blindagem eletrostática: 
 
 Suponha uma carga elétrica positiva próxima de um condutor em equilibrio 
eletrostático. A presença desta carga provoca uma polarização no condutor em 
equilibrio (figura). 
 
 
 
 Esta polarização, por sua vez, produz um campo elétrico no interior do condutor 
que é cancelado pelo campo elétrico externo, de modo que o campo elétrico 
total no interior da esfera é anulado. 
 
 
 
 O movimento de cargas no condutor (polarização) termina no instante que o 
campo elétrico total é zerado, gerando a blindagem eletrostática. 
 
 
 
 Este fenômeno acontece independente do condutor ser compacto ou oco. Se 
ele tiver uma cavidade, este fato protege o interior de qualquer descarga 
elétrica que venha a atingi-lo. 
 
 Em certos aparelhos (televisores, rádios, computadores, etc.) é comum certos 
componentes internos serem protegidos por um invólucro metálico que cria a 
blindagem eletrostática. 
 
 
 
 Gaiola de Faraday: Experiência que comprova que as cargas elétricas em 
excesso localizam-se na superfície mais externa de um condutor. A gaiola de 
metal sobre um suporte isolante é ligada a um gerador eletrostático, sendo que 
seu interior não sofre efeito elétrico algum. Desta maneira, a carcaça metálica 
de um carro, de um amplificador ou mesmo de um avião protege os corpos em 
seu interior das ações elétricas externas. 
 
 
 
 
 
 
 
 Potencial elétrico de um condutor em equilibrio eletrostático: Quando um 
condutor está em equilibrio eletrostático, o movimento de cargas elétricas no 
seu interior é desordenado. Assim, dizemos que o potencial em seu interior é 
constante (DDP = 0) e, com o efeito, o campo elétrico em seu interior é zero. 
 
 Caso o condutor seja esférico de carga Q distribuída em sua superfície, por 
razões de simetría, podemos substituir com o mesmo efeito sua carga Q por 
uma equivalente no centro da esfera. 
 
 Com isso, calculamos o potencial elétrico de uma esfera de raio R e carga Q: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Poder das Pontas: 
 
Em condutores não esféricos, as regiões de “ponta” terão maior densidade de 
cargas, o que produz um campo elétrico mais intenso. Com o efeito, as regiões 
de pontas serão as mais prováveis de ocorrerem eventuais descargas elétricas. 
Tal fenômeno é conhecido como “poder das pontas” e pode ser observado em 
dispositivos de proteção, como os para-raios. 
 
 
 
 
 
 Rigidez dielétrica: 
 
 Chamamos de dielétrico um meio não condutor de corrente elétrica e de rigidez 
dielétrica o maior valor do campo elétrico que o meio pode ser submetido sem 
que se torne um condutor. A rigidez dielétrica do ar em condições normais, por 
exemplo, vale 3.106 N/C. Se o ar estiver úmido, por exemplo, este valor cai 
sensivelmente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O potencial elétrico da esfera é constante até d = 0,2 m. Assim, R = 0,2 m 
Temos que 𝑉 =
𝐾.𝑄
𝑅
 ; 𝑄 =
𝑉.𝑅
𝐾
= 1. 105. 0,2 = 2. 104𝐶 
 
 
 
EXTRAS: 
1) (UPF) Durante uma experiência didática sobre eletrostática, um professor de 
Física eletriza uma esfera metálica oca suspensa por um fio isolante. Na sequência, 
faz as seguintes afirmações: 
 
I. A carga elétrica transferida para a esfera se distribui na superfície externa desta. 
II. O campo elétrico no interior da esfera é nulo. 
III. O campo elétrico na parte exterior da esfera tem direção perpendicular à superfície 
desta. 
IV. A superfície da esfera, na situação descrita, apresenta o mesmo potencial elétrico 
em todos os pontos. 
V. A carga elétrica acumulada na esfera é positiva, pois lhe foram transferidas cargas 
positivas. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
a) I apenas. b) I e II apenas. c) I, II e III apenas. 
d) I, II, III e IV apenas. e) I, II, III, IV e V. 
 
 
2) (PUC – MG) Duas esferas condutoras A e B, de raios R e 3R, estão inicialmente 
carregadas com cargas positivas 2q e 3q, respectivamente. As esferas são então 
interligadas por um fio condutor. 
 
Assinale a opção CORRETA. 
a) Toda a carga da esfera A passará para a esfera B. 
b) Não haverá passagem de elétrons de uma esfera para outra. 
c) Haverá passagem de cargas positivas da esfera A para a esfera B. 
d) Passarão elétrons da esfera B para a esfera A. 
 
 
 
Para avaliar se vai haver fluxo de carga e em que sentido, devemos obter o potencial 
elétrico de cada esfera. 
𝑉𝐴 =
𝐾.𝑄𝐴
𝑅𝐴
=
𝐾. 2𝑞
𝑅
=
2𝐾. 𝑞
𝑅
 
𝑉𝐵 =
𝐾.𝑄𝐵
𝑅𝐵
=
𝐾. 3𝑞
3𝑅
=
𝐾. 𝑞
𝑅
 
 
Com isso, VA = 2VB. Havendo DDP entre as esferas, haverá fluxo de elétrons de B 
para A, dado que cargas negativas se deslocam espontaneamente para regiões de 
potencial mais alto. (Letra D)