Fatores que Alteram o Potencial de um Condutor em

Nesta Subse¸c˜ao descrevemos algumas experiˆencias relacionadas com a igualdade ou diferen¸ca de potencial entre dois condutores. At´e agora vimos como que o eletrosc´opio com envolt´orio condutor indica que dois condutores (ou duas partes de um mesmo condutor) est˜ao no mesmo potencial. Come¸camos agora a ver como alterar o potencial de um condutor em rela¸c˜ao a outro condutor, ou como alterar o potencial da parte Ade um eletrosc´opio com envolt´orio condutor em rela¸c˜ao ao potencial da parteB deste eletrosc´opio.

Experiˆencia 10.4 - Aproximando um corpo eletrizado de uma das partes do eletrosc´opio

Iniciamos com um eletrosc´opio aterrado pela parteB, com suas duas partes no potencial nulo da Terra, tal que suas tirinhas estejam fechadas, Figura10.15 (a). Eletrizamos por atrito uma r´egua pl´astica. Ao aproxim´a-la da parteA do eletrosc´opio, suas tirinhas se abrem de um ˆanguloθ1, indicando que o potencial

desta parte ficou diferente em rela¸c˜ao ao potencial nulo da Terra e da parte B, Figura 10.15 (b). Quanto mais pr´oxima a r´egua estiver de A, maior ser´a este ˆ

angulo.

q = 0

(a) (b)

q1 __ __

Figura 10.15: (a) Eletrosc´opio aterrado pela parteB, com suas duas partes no po-tencial nulo da Terra. (b) As tirinhas levantam quando uma r´egua pl´astica eletrizada se aproxima da parteA.

Ao afastar a r´egua eletrizada, as tirinhas se fecham novamente.

Aterramos ent˜ao a parteAdo eletrosc´opio, ligada `as tirinhas. Estando todo o eletrosc´opio no potencial da Terra, estas tirinhas ficam fechadas, Figura10.16 (a). Aproximamos ent˜ao da parte B do eletrosc´opio a mesma r´egua pl´astica eletrizada. Observa-se que suas tirinhas se abrem de um ˆangulo θ2, indicando que o potencial desta parte ficou diferente do potencial nulo da Terra e da parte A, Figura10.16 (b). Quanto mais pr´oxima estiver a r´egua da parteB, maior ser´a este ˆangulo.

q2

q = 0

_ _ _ _

(a) (b)

Figura 10.16: (a) Eletrosc´opio aterrado pela parteA, com suas duas partes no po-tencial nulo da Terra. (b) As tirinhas levantam quando uma r´egua pl´astica eletrizada se aproxima da parteB.

Experiˆencia 10.5 - Aproximando um corpo eletrizado de uma das partes do eletrosc´opio, supondo que as partesA eB estejam ligadas por um fio condutor Considere agora um eletrosc´opio com envolt´orio condutor isolado eletrica-mente da Terra. Suponha ainda que suas partesAeB estejam ligadas por um fio condutor. Podemos aproximar a r´egua pl´astica eletrizada da parte A que as duas palhetas permanecer˜ao fechadas, Figura10.17 (a). Tamb´em podemos

aproximar a r´egua pl´astica eletrizada da parteBque as palhetas permanecer˜ao

Figura 10.17: (a) Aproxima¸c˜ao de uma r´egua pl´astica eletrizada da parteAde um eletrosc´opio isolado da Terra, com as partesA eB ligadas por um condutor. (b) Idem com a r´egua aproximando-se da parteB.

A explica¸c˜ao para este comportamento ´e que a aproxima¸c˜ao da r´egua pl´astica eletrizada aumenta do mesmo valor, em rela¸c˜ao ao potencial nulo inicial, tanto o potencial da parteAdo eletrosc´opio quanto o potencial da parteB. Ou seja, com a r´egua eletrizada pr´oxima do eletrosc´opio teremosφA6= 0 eφB6= 0, por´em φA−φB= 0, n˜ao interessando a posi¸c˜ao ou proximidade da r´egua.

Experiˆencia 10.6 - Eletrizando uma das partes do eletrosc´opio

Al´em da Experiˆencia10.4, uma outra maneira de causar uma diferen¸ca de potencial entre as partes A e B de um eletrosc´opio isolado eletricamente da Terra ´e a de eletrizar separadamente cada uma destas partes. Come¸camos com as duas partes descarregadas e no potencial nulo, com as palhetas fechadas.

Eletrizamos a parteA. Isto pode ser feito raspando uma r´egua pl´astica eletrizada na cartolina do eletrosc´opio feito como na Figura10.2(a), ou ent˜ao encostando nela um coletor de cargas de forma retangular carregado como um eletr´oforo.

Observa-se que no caso de um eletrosc´opio com uma ´unica tirinha, ela se levanta, Figura10.18(a). No caso de um eletrosc´opio com duas tirinhas m´oveis, elas se abrem, Figura10.18(b).

Descarregamos a cartolina do eletrosc´opio tal que tanto a parteAquanto a parteB tenham cargas e potenciais nulos. Agora eletrizamos apenas a parteB (por exemplo, raspando a r´egua pl´astica eletrizada na faixa circular de cartolina da Figura 10.2(b)). A eletriza¸c˜ao da parte B pode ser indicada pelo levanta-mento de uma tirinha externa, Figura10.19(a). Neste caso tamb´em se observa que a tirinha interna da parteAse levanta no caso de um eletrosc´opio com uma

´

unica tira m´ovel, Figura 10.19 (a), ou suas palhetas se abrem no caso de um eletrosc´opio com duas tiras m´oveis, Figura10.19(b).

Ou seja, embora a parteAn˜ao tenha sido eletrizada neste ´ultimo caso, sua tirinha interna se levanta (ou as palhetas se abrem). O motivo para este com-portamento ´e que, ao eletrizar apenas a parteB, passou a haver uma diferen¸ca de potencial entre as partesA eB deste eletrosc´opio com envolt´orio condutor.

(a) (b)

q

Figura 10.18: Eletrizamos apenas a parte A de um eletrosc´opio com envolt´orio condutor que est´a isolado da Terra. (a) Sua tirinha levanta. (b) As palhetas se abrem em outro modelo de eletrosc´opio.

(a) (b)

q

Figura 10.19: Eletrizamos apenas a parte B de um eletrosc´opio com envolt´orio condutor que est´a isolado da Terra. (a) A tirinha externa da parte B levanta, indicando que ela est´a eletrizada. Tamb´em a tirinha interna da parte A levanta, indicando que h´a uma diferen¸ca de potencial entre as partesAeB. (b) As palhetas da parte Ase abrem em outro modelo de eletrosc´opio.

Experiˆencia 10.7 - Eletrizando uma das partes do eletrosc´opio, supondo que as partes AeB estejam ligadas por um fio condutor

Por outro lado, se as partes A e B estiverem ligadas por um condutor, podemos eletrizar o eletrosc´opio que a tirinha interna da parteAn˜ao se levanta (ou suas palhetas permanecem fechadas), Figura10.20(a) e (b). Nesta Figura as tirinhas levantadas nas partes externas das letras (a) e (b) foram colocadas apenas para indicar que o eletrosc´opio isolado da Terra foi eletrizado como um todo.

10.5 Kelvin e o Eletrˆ ometro para Medida de