Um corpo condutor está eletricamente carregado. O que pode ser dito sobre a distribuição da carga nesse corpo?
A carga se distribui uniformemente por todo o volume do condutor.
A carga se distribui uniformemente por todo o volume do condutor.
Passo 1
Beleza, então o enunciado é: “Um corpo condutor está eletricamente carregado. O que pode ser dito sobre a distribuição da carga nesse corpo?”
Conteúdo: eletrostática em condutores.
O que a gente vai usar:
Conteúdo: eletrostática em condutores.
O que a gente vai usar:
- O conceito de condutor em equilíbrio eletrostático (elétrons livres que se movimentam até não sobrar campo interno).
- A Lei de Gauss para mostrar onde a carga se “esconde”.
Passo 2
Primeiro, lembra que num condutor em equilíbrio eletrostático os elétrons são livres pra se mexer até que o campo elétrico interno vire zero. Se ainda tivesse campo elétrico dentro do metal, as cargas continuariam se movendo e não seria equilíbrio. Então vale:
Isso é fundamental: nada de campo no interior.
Passo 3
Agora usa a Lei de Gauss. Pega uma “casca” imaginária (superfície gaussiana) totalmente dentro do metal. Como
lá dentro, o fluxo é zero:
Pela Lei de Gauss:
Logo
: não sobra carga no volume interno do condutor.
Passo 4
Se não há carga dentro, a carga total que o condutor ganhou tem que ficar na superfície externa. Dependendo do formato, a densidade de carga
na superfície pode até variar (é maior onde a curva é mais “afiada”), mas sempre fica grudada na casca.
Resposta
A carga elétrica em um condutor em equilíbrio eletrostático reside inteiramente na superfície externa; dentro do volume o campo é zero e não há carga volumétrica.