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Condutores em um campo elétrico

Vários corpos, como todos sabem, são divididos emnão condutores (dielétricos) e condutores por suas propriedades elétricas. Uma das características dos condutores em um campo elétrico é que, quando as cargas estão em equilíbrio em sua superfície, não haverá campo elétrico dentro deles. Como isso pode ser explicado?

O fato é que os condutores têm especialcargas eletricas. Assim, metais, por exemplo, são portadores de cargas como elétrons, que perderam sua conexão com os átomos. Eles são chamados de elétrons livres.

Esses elétrons em um condutor metálico colocado em um campo elétrico, sob a influência das forças desse campo, irão se mover em uma direção que será oposta à intensidade do campo elétrico.

Pegue um condutor em um campo elétrico ABCD, que é colocado em um campo uniforme, com a intensidade direcionada da esquerda para a direita.

Na superfície do condutor AC, excessivacarga negativa e excesso positivo - no outro DB. Neste exemplo, vemos que os condutores em um campo elétrico são eletrificados. As cargas que aparecem na superfície do condutor criam um campo elétrico adicional dentro dele. Suas linhas de força têm direção oposta com respeito às linhas de força do campo principal. Como resultado, a força do campo principal no condutor diminuirá, ou seja, a força que atua sobre os elétrons livres se enfraquece e também causa seu movimento. Cargas que possuem condutores em um campo elétrico param de se mover quando a intensidade do campo resultante dentro delas torna-se zero.

Então, quando as cargas do condutor estão em equilíbrio, o campopor dentro está ausente. Sua ausência pode ser usada para proteger os corpos da influência de um campo elétrico externo. Para isso, basta envolver o corpo com uma fina camada condutora, por exemplo, colocá-lo em uma caixa metálica. Não haverá nenhum campo dentro desta caixa.

Para provar o fato de que em umo condutor não tem campo elétrico, em seu experimento Faraday construiu uma grande gaiola de arame, que instalou em isoladores e recarregou. Enquanto estava dentro dessa célula com um eletroscópio supersensível, Faraday provou que nenhuma força elétrica estava agindo dentro dela, embora uma carga muito significativa estivesse concentrada na superfície externa. Este fenômeno é denominado eletrificação por influência ou indução eletrostática. Sua causa é o efeito de um campo elétrico externo em elétrons não ocupados no condutor. E as cargas que possuem condutores em um campo elétrico são chamadas de cargas indutivas.

O fenômeno da eletrificação por influência explica a atração entre corpos eletrificados e não eletrificados, bem como a transferência de uma carga elétrica quando tais corpos entram em contato.

Quando um corpo eletrificado é aproximado de um pulmãocondutor, então as cargas indutivas de ambos os signos aparecem nele. Assim, cargas de signos opostos serão atraídas para o corpo, e cargas de mesmo nome serão repelidas. Pelo fato das cargas de mesmo nome estarem do lado do condutor de luz, que fica mais distante do corpo, a resultante dessas duas forças é a força de atração. Sob a influência dessa força, o condutor de luz será atraído para o corpo. Durante o contato, sua carga indutiva de sinal oposto será neutralizada por uma parte da carga indutiva, que é igual a ela em magnitude. Em um condutor de luz, a mesma carga permanecerá como no corpo.

Devido ao fato de que o condutor de luz agora tem a mesma carga que o corpo, ele se desprenderá dele; isso é o que observamos por experiência.

Condutores e dielétricos em um campo elétrico têm propriedades diferentes. Portanto, os dielétricos praticamente não têm encargos gratuitos. Quando colocado em um campo elétrico, ocorre o fenômeno da polarização.