É possível conduzir corrente elétrica por meio de um material isolante? Justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado pergunta se um material isolante pode conduzir corrente elétrica e pede uma justificativa baseada na física dos materiais. O conteúdo envolvido é condução elétrica em sólidos, portadores de carga e teoria de bandas.

Passo 2

Em geral, corrente elétrica resulta do movimento de portadores de carga livres. Definimos a densidade de corrente como
J = n,q,vd
onde n é a densidade de portadores (elétrons ou lacunas), q a carga de cada portador e vd a velocidade de deriva. Alternativamente, em regime estacionário, escreve-se
J = sigma,E
com sigma a condutividade elétrica e E o campo elétrico aplicado.

Passo 3

Na teoria de bandas de sólidos, diferencia-se:
– Condutores: banda de valência parcialmente ocupada ou banda de condução sobreposta, gerando muitos elétrons livres ( n grande).
– Isolantes: banda de valência totalmente preenchida e banda de condução muito afastada (gap grande), de modo que napprox0 em condições térmicas usuais.

Passo 4

Como em um isolante ideal não há portadores livres ( napprox0) e a condutividade é praticamente nula ( sigmaapprox0), a expressão
J = n,q,vd approx 0 ou J = sigma,E approx 0
implies que não flui corrente elétrica mensurável.

Passo 5

Entretanto, se aplicarmos um campo elétrico muito intenso, alguns elétrons podem ganhar energia suficiente para pular o gap de energia (processo de avalanche) ou ionizar o meio, levando à quebra dielétrica. Nesse caso, o material isolante passa a conduzir uma corrente de fuga até sofrer dano.

Resposta

Em condições normais, não é possível conduzir corrente elétrica por um isolante, pois ele não possui portadores de carga livres ( napprox0, sigmaapprox0). Só sob alto campo elétrico ocorre quebra dielétrica e surge uma corrente de fuga.

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