(nível avançado) 

O QUE É A

DENSIDADE SUPERFICIAL

DE CARGA ELÉTRICA ?

 

Quando um corpo condutor é eletrizado, as cargas elétricas em excesso repelem-se mutuamente, por serem do mesmo sinal.

Cargas negativas - se as cargas em excesso forem negativas (elétrons), afastam-se umas das outras e distribuem-se pela superfície exterior do corpo.

 

Cargas positivas - se as cargas em excesso forem positivas (íons carregados positivamente por deficiência de elétrons), atraem elétrons e a carga é neutralizada. Isso acontece na zona central do corpo, pois é aqui que a distância média a todos os elétrons é menor. O referido deslocamento dos elétrons para os átomos da zona central produz a ionização dos átomos na periferia do corpo. A superfície exterior do corpo fica carregada positivamente.

 Carga superficial

Nos dois casos referidos, não há carga elétrica em excesso no interior do corpo e todo o excesso de carga elétrica se verifica na superfície exterior do corpo. Uma aplicação deste fenómeno é a gaiola de Faraday.

 

Corpo esférico - a carga superficial distribui-se uniformemente pela superfície do corpo, pelo que se pode definir uma densidade superficial s de carga elétrica, como a carga distribuída por unidade de superfície.

 

 Nesta expressão, Q é a carga total em excesso no corpo e S a área da superfície exterior do corpo.

 

Corpo não esférico - não sendo o corpo esférico, a carga elétrica não se distribui uniformemente pela superfície, havendo zonas de menor concentração (aquelas que correspondem a superfícies com maior raio) e zonas de maior concentração (aquelas que correspondem a superfícies com um raio menor).

            

Nestes casos, pode definir-se uma densidade superficial média

em que D q é a carga distribuída numa superfície elementar D s.

No caso limite, pode definir-se uma densidade superficial em cada ponto da superfície

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