F2 · Aulas 21–22

Condutores em equilíbrio eletrostático

Condutores em equilíbrio eletrostático

Quatro conclusões. O campo é nulo no interior — blindagem eletrostática, ou gaiola de Faraday, que protege carros e aviões. O excesso de carga fica na superfície externa. Todo o condutor é equipotencial, com $V=k\frac{Q}{R}$ na esfera. E a densidade de carga é maior nas pontas, onde o campo se intensifica — princípio do para-raios.

Aprofundar

Para entender por que essas quatro conclusões valem sempre, parta do fato de que num condutor ideal as cargas se movem livremente: se houvesse campo no interior, os elétrons continuariam a se deslocar até anulá-lo, e o equilíbrio só chega quando E = 0 internamente. Daí decorre que cargas em excesso se acumulam na superfície externa, pois é o arranjo de menor energia. Essa blindagem explica por que dentro de um carro fechado você está protegido de uma descarga atmosférica: a corrente escoa pela carcaça metálica e o campo interno permanece nulo. Fora do condutor, o campo comporta-se como se toda a carga estivesse no centro, valendo $E = k\frac{Q}{d^{2}}$ para pontos externos, com linhas de campo sempre perpendiculares à superfície — se houvesse componente tangencial, cargas deslizariam, contrariando o equilíbrio.