Eletrostática, dúvida particular, poder das pontas
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Eletrostática, dúvida particular, poder das pontas
Por qual razão as cargas se acumulam, em condutores, em áreas de menor raio de curvatura? Pode parecer uma dúvida boba, mas se pensarmos na repulsão das cargas isso não faz sentido, porque as cargas não deveriam buscar a maior distância possível ? Eu gostaria de compreender porque isso acontece. Se algum amigo do fórum pode me ajudar, eu agradeço!
Maria Betânia- Padawan
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Re: Eletrostática, dúvida particular, poder das pontas
Olá , em condutores que estão em equilíbrio eletrostático o potencial elétrico em sua superfície é constante, já que a superfície é equipotencial ( (1) explicado devido à repulsão coulombiana e à alta mobilidade das cargas). Assim, a região do condutor de menor raio de curvatura, região pontiaguda, apresenta maior densidade elétrica superficial (já que a superfície de distribuição de cargas é menor). Logo, o motivo pelo qual as cargas "vão querer se aproximar" é para manter o potencial constante na superfície. Caso se distribuíssem como você falou, haveria um vetor campo não nulo na superfície que iria gerar uma ddp ocasionando na locomoção de cargas. Por isso, nesse caso, as cargas vão se aproximar.
Em relação a sua segunda pergunta, essa não é uma pergunta boba, inclusive envolve um assunto muito usado no dia dia nas redes elétricas. De fato, as cargas vão estar sobre uma maior força elétrica nessas pontas, já que a densidade de cargas é maior e, consequentemente, o campo elétrico é mais intenso. Por isso, essas cargas podem se "desprender" do condutor com maior facilidade, nesse caso ocorre a ionização do ar ao redor do condutor e é observado o Efeito Corona, uma certa luminosidade.
Acredito que seja isso, aqui vai uma imagem para visualização e uma prova usando a fórmula de potencial elétrico:
[latex]V_{1}=\frac{kQ_{1}}{4R}\;\;\;\;\;\;;\;\;V_{2}=\frac{kQ_{2}}{R}\\\\V_{1}=V_{2}\Rightarrow \frac{kQ_{1}}{4R}=\frac{kQ_{2}}{R}\;\;\therefore Q_{1}=4Q_{2}\\\\\sigma _{1}=\frac{4Q_{2}}{4\pi (4R)^2}=\frac{Q_{2}}{16\pi R^2}\;\;\;;\;\;\sigma _{2}=\frac{Q_{2}}{4\pi R^2}\;\;\therefore \sigma _{1}<\sigma_{2}[/latex]
obs.: Em (1) a explicação é um pouco mais complexa, mas pode ser resumida àquilo, por exemplo para um condutor irregular, acredito que envolva um pouco mais de matemática, utilizando a forma diferencial da lei de Gauss conseguimos chegar na equação de Poisson assim como na equação de Laplace, que provam esse valor constante do potencial.
Em relação a sua segunda pergunta, essa não é uma pergunta boba, inclusive envolve um assunto muito usado no dia dia nas redes elétricas. De fato, as cargas vão estar sobre uma maior força elétrica nessas pontas, já que a densidade de cargas é maior e, consequentemente, o campo elétrico é mais intenso. Por isso, essas cargas podem se "desprender" do condutor com maior facilidade, nesse caso ocorre a ionização do ar ao redor do condutor e é observado o Efeito Corona, uma certa luminosidade.
Acredito que seja isso, aqui vai uma imagem para visualização e uma prova usando a fórmula de potencial elétrico:
[latex]V_{1}=\frac{kQ_{1}}{4R}\;\;\;\;\;\;;\;\;V_{2}=\frac{kQ_{2}}{R}\\\\V_{1}=V_{2}\Rightarrow \frac{kQ_{1}}{4R}=\frac{kQ_{2}}{R}\;\;\therefore Q_{1}=4Q_{2}\\\\\sigma _{1}=\frac{4Q_{2}}{4\pi (4R)^2}=\frac{Q_{2}}{16\pi R^2}\;\;\;;\;\;\sigma _{2}=\frac{Q_{2}}{4\pi R^2}\;\;\therefore \sigma _{1}<\sigma_{2}[/latex]
obs.: Em (1) a explicação é um pouco mais complexa, mas pode ser resumida àquilo, por exemplo para um condutor irregular, acredito que envolva um pouco mais de matemática, utilizando a forma diferencial da lei de Gauss conseguimos chegar na equação de Poisson assim como na equação de Laplace, que provam esse valor constante do potencial.
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PedroF.- Elite Jedi
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Re: Eletrostática, dúvida particular, poder das pontas
Não tinha pensado dessa forma, realmente se em condutores houver uma região em que há uma densidade de cargas que provoque um potencial diferente, vai ter dddp, tendo ddp, há corrente elétrica, isso por si só seria uma grande incongruência já que em um condutor a toda a superfície precisa ser necessariamente equipotencial, muito grata, resposta brilhante!PedroF. escreveu:Olá , em condutores que estão em equilíbrio eletrostático o potencial elétrico em sua superfície é constante, já que a superfície é equipotencial ( (1) explicado devido à repulsão coulombiana e à alta mobilidade das cargas). Assim, a região do condutor de menor raio de curvatura, região pontiaguda, apresenta maior densidade elétrica superficial (já que a superfície de distribuição de cargas é menor). Logo, o motivo pelo qual as cargas "vão querer se aproximar" é para manter o potencial constante na superfície. Caso se distribuíssem como você falou, haveria um vetor campo não nulo na superfície que iria gerar uma ddp ocasionando na locomoção de cargas. Por isso, nesse caso, as cargas vão se aproximar.
Em relação a sua segunda pergunta, essa não é uma pergunta boba, inclusive envolve um assunto muito usado no dia dia nas redes elétricas. De fato, as cargas vão estar sobre uma maior força elétrica nessas pontas, já que a densidade de cargas é maior e, consequentemente, o campo elétrico é mais intenso. Por isso, essas cargas podem se "desprender" do condutor com maior facilidade, nesse caso ocorre a ionização do ar ao redor do condutor e é observado o Efeito Corona, uma certa luminosidade.
Acredito que seja isso, aqui vai uma imagem para visualização e uma prova usando a fórmula de potencial elétrico:
[latex]V_{1}=\frac{kQ_{1}}{4R}\;\;\;\;\;\;;\;\;V_{2}=\frac{kQ_{2}}{R}\\\\V_{1}=V_{2}\Rightarrow \frac{kQ_{1}}{4R}=\frac{kQ_{2}}{R}\;\;\therefore Q_{1}=4Q_{2}\\\\\sigma _{1}=\frac{4Q_{2}}{4\pi (4R)^2}=\frac{Q_{2}}{16\pi R^2}\;\;\;;\;\;\sigma _{2}=\frac{Q_{2}}{4\pi R^2}\;\;\therefore \sigma _{1}<\sigma_{2}[/latex]
obs.: Em (1) a explicação é um pouco mais complexa, mas pode ser resumida àquilo, por exemplo para um condutor irregular, acredito que envolva um pouco mais de matemática, utilizando a forma diferencial da lei de Gauss conseguimos chegar na equação de Poisson assim como na equação de Laplace, que provam esse valor constante do potencial.
Maria Betânia- Padawan
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