Por que apenas condutores é não isolantes podem atingir o equilíbrio eletrostático?

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Por que apenas condutores é não isolantes podem atingir o equilíbrio eletrostático?

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Emily Lemes Lopes -3A Manhã 
CONDUTORES EM EQUILÍBRO ELETROSTÁTICO aula remota Após pesquisar , ler e assistir vídeo 
aula do conteúdo citado , responda as seguintes perguntas: 
 Como se distribuem as cargas elétricas em excesso num condutor isolado e em equilíbrio 
eletrostático? As cargas em excesso se acomodam de forma a minimizar as repulsões entre si 
encontrando suas posições ideais de equilíbrio. 
  Porque o vetor campo elétrico tem que ser normal ( ângulo de 90° ) a superfície do condutor 
em equilíbrio eletrostático ? Elas formam um ângulo de 90° com a superfície do condutor. Em 
um condutor em equilíbrio eletrostático o vetor campo elétrico, é, em cada ponto, 
perpendicular à superfície. Uma maneira de provar isso é a seguinte: Se o campo elétrico não 
fosse perpendicular à superfície do condutor, esse campo teria uma componente ET tangente 
à superfície do condutor. Sob a ação dessa componente tangencial, os elétrons livres ali 
presentes estariam em movimento, impedindo o condutor de atingir o equilíbrio eletrostático, 
o que realmente NÃO se verifica. Como é óbvio, não existindo uma componente tangencial, o 
vetor só pode ser perpendicular à superfície do condutor. 
  Que argumento se pode utilizar para mostrar que o campo elétrico no interior de um corpo 
condutor, isolado e em equilíbrio eletrostático, é nulo? Interior de um condutor eletrizado, o 
campo elétrico é nulo, independente do formato desse corpo. Tal experimento é conhecido 
como blindagem eletrostática, pois é capaz de proteger os corpos ou o corpo que está no seu 
interior das influências das cargas elétricas externas. 
  O que se pode afirmar sobre o potencial elétrico em pontos na superfície e internos de um 
condutor em equilíbrio eletrostático? O campo elétrico sera nulo dentro de condutores em 
equilíbrio eletrostático e se comportará como o de uma carga pontual para pontos fora do 
condutor. 
  Explique o poder das pontas. o poder das pontas ocorre porque, em um condutor eletrizado, 
a carga tende a acumular-se nas regiões pontiagudas. Em virtude disso o campo elétrico nessas 
regiões é mais intenso do que nas regiões mais planas do condutor. É devido a esse fato que 
não se recomenda, em dias de chuva, abrigar-se em baixo de árvores e em locais mais altos. 
  O que é rigidez dielétrica de um meio ? Explique qual a relação entre a rigidez dielétrica do 
ar e o raio, numa tempestade. Rigidez dielétrica é o limite superior da intensidade de campo 
elétrico que determinado dielétrico é capaz de suportar sem tornar-se condutor. 
 O ar atmosférico é um meio isolante que apresenta uma rigidez dielétrica de 3.106 V/m. 
Quando o campo elétrico atmosférico entre as nuvens e o solo atinge valores próximos, as 
moléculas do ar são ionizadas, o que torna o ar um meio condutor. ... É nesse processo que 
ocorre a emissão de luz conhecida como relâmpago. 
  Explique o princípio de funcionamento de um para-raios. 
O para-raios foi construído por Benjamin Franklin e é constituído por uma haste de metal 
ligada à terra por um fio condutor de cobre. Em sua extremidade superior existe uma coroa de 
quatro pontas coberta por platina para suportar o forte calor gerado pela descarga elétrica. A 
função básica de um para-raios é proporcionar um caminho seguro para a descarga elétrica. 
Quando o fio está ligado à terra, o para-raios faz com que a descarga seja conduzida até o solo. 
 No que se baseia o funcionamento da blindagem eletrostática ( Gaiola de Faraday ) ? Cite 
uma aplicação da mesma no cotidiano. A blindagem eletrostática foi comprovada, em 1936, 
por Michael Faraday (1821-1867) através de um experimento que ficou conhecido como a 
gaiola de Faraday. Nesse experimento, esse estudioso entrou dentro de uma gaiola e sentou-
se em uma cadeira feita de material isolante. Em seguida, essa gaiola foi conectada a uma 
fonte de eletricidade e submetida a uma descarga elétrica, porém nada aconteceu com ele. 
Com isso, Faraday conseguiu provar que um corpo no interior de um condutor fica isolado e 
não recebe descargas elétricas em virtude da distribuição de cargas na superfície. 
Ela tem uma enorme aplicação prática e um dos maiores exemplos encontrados em nosso dia 
a dia é o aparelho de micro-ondas, ele possui um revestimento interno apropriado para conter 
as ondas eletromagnéticas apenas em seu interior. Outro bom exemplo são os carros que 
também podem funcionar como uma Gaiola de Faraday 
  O que se entende por capacitância de um condutor? A capacitância ou capacidade elétrica é 
a grandeza escalar que mede a capacidade de armazenamento de energia em equipamentos e 
dispositivos elétricos, relacionando carga com diferença de potencial. Sua unidade é dada em 
farad, representada pela letra F. A capacitância aparece de diversas formas, como a 
capacitância quântica e até capacitância negativa, e é parte essencial do estudo do 
eletromagnetismo. 
  Explique como acontece a descarga elétrica na Terra ( formação de raios). E porque vimos 
primeiro o raio e depois escutamos o trovão ? 
Os raios são formados a partir da eletrização de nuvens muito altas, que pairam a cerca de 4 
km do solo e chegam a possuir 12 km de espessura. O movimento intenso de massas de ar no 
interior das nuvens gera atrito entre moléculas de água e gelo, causando a eletrização da 
nuvem, que terá as cargas elétricas separadas de modo que a sua base e o topo possuirão 
cargas elétricas de sinais opostos. À medida que o acúmulo de cargas nas extremidades da 
nuvem cresce, a diferença de potencial (ddp) entre essas regiões torna-se cada vez maior, ao 
ponto de o ar entre as camadas superior e inferior da nuvem ser ionizado e conduzir corrente 
elétrica. Nesse momento dizemos que a rigidez dielétrica do ar, que é um tipo de isolante 
elétrico, foi rompida e uma enorme descarga elétrica é criada. A descarga elétrica criada pode 
viajar entre a nuvem e a Terra. Nesse caso, qualquer corpo em destaque no solo, como 
morros, pessoas de pé, árvores, prédios, antenas, etc., pode ser utilizado como ponto de 
contato. Como a velocidade de propagação da luz é muito superior à velocidade de 
propagação do som no ar, sempre perceberemos o raio primeiro e só posteriormente 
ouviremos o trovão.

Porque apenas condutores e não isolantes podem atingir o equilíbrio eletrostático?

Isso acontece porque o excesso de cargas tem exatamente o mesmo sinal, o que significa que as cargas se movimentam e se distribuem na superfície do condutor, seja ele maciço ou oco. Quando essa distribuição acontece de forma desordenada na superfície do condutor, dizemos que ele está em equilíbrio eletrostático.

Por que apenas condutores e não isolantes?

Com relação às cargas negativas, operando nos condutores, os elétrons se movimentam sem resistência. Já na estrutura dos isolantes essa movimentação não é possível, sendo a principal diferença entre condutores e isolantes. No primeiro os elétrons se movem livremente, já no segundo não se movimentam pelo material.

Como ocorre o equilíbrio eletrostático?

Para que um condutor esteja em equilíbrio eletrostático é necessário que o campo elétrico no seu interior seja nulo pois, se não fosse nulo, provocaria correntes no interior do condutor e ele não estaria em equilíbrio eletrostático. No interior de um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo.

Quando podemos considerar que um condutor está em equilíbrio eletrostático?

Um corpo condutor está em equilíbrio eletrostático quando não há movimento de cargas elétricas (elétrons) por ele. Quando isso acontece, o campo elétrico resultante no interior do corpo é nulo (E = 0).