Em que sentido as linhas de campo elétrico apontam: de potencial alto para baixo ou de potencial baixo para alto? Explique.
Um cabo de transmissão de alta voltagem cai sobre um carro, de modo que a superfície inteira do carro passa a ser uma superfície equipotencial com 10.000 V em relação ao solo. O que ocorre com um ocupante do carro quando: (a) ele está sentado no interior do carro? (b) Quando ele desce do carro? Explique seu raciocínio.
Um cabo de transmissão de alta voltagem cai sobre um carro, de modo que a superfície inteira do carro passa a ser uma superfície equipotencial com 10.000 V em relação ao solo. O que ocorre com um ocupante do carro quando: (a) ele está sentado no interior do carro? (b) Quando ele desce do carro? Explique seu raciocínio.
Passo 1
O enunciado tem duas partes. Primeiro, pergunta em que sentido as linhas de campo elétrico apontam, sabendo que o campo e o potencial estão relacionados. Depois, diz que um cabo de alta tensão faz com que toda a carroceria de um carro fique equipotencial a
em relação ao solo, e pede que a gente explique o que acontece com um ocupante (a) sentado dentro do carro e (b) quando ele sai do carro.
Passo 2
A relação fundamental entre campo elétrico
e potencial elétrico
é
Isso significa que o campo aponta no sentido de maior queda de potencial, ou seja, das regiões de
mais alto para as de
mais baixo.
Passo 3
Quando o cabo de alta tensão toca o carro, toda a carroceria fica ao mesmo potencial de
. Dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático o campo elétrico é nulo, de modo que um ocupante sentado isoladamente no interior não tem diferença de potencial entre seus pés e as paredes do carro. Logo, enquanto ficar dentro ele não recebe corrente e está seguro.
Passo 4
Ao descer do carro, o ocupante estabelece contato entre um ponto a
(a carroceria) e o solo a
. Surge uma diferença de potencial grande no seu corpo e, portanto, uma corrente intensa passa por ele, causando choque elétrico. Além disso, perto do carro o solo não está todo exatamente a
: há gradiente de potencial, gerando tensão de passo entre os pés. Isso agrava o risco de eletrocussão ao sair.
Resposta
(a) Dentro do carro, seguro – não há diferença de potencial interna.
(b) Ao sair, choque forte – cria-se um caminho de até o solo e/ou tensão de passo no chão.
(b) Ao sair, choque forte – cria-se um caminho de