Isolantes e Condutores

Prévia do material em texto

Isolantes e Condutores 
Condutores elétricos são materiais em         
que alguns dos elétrons são elétrons livres que               
não estão ligados aos átomos e podem se               
mover de forma relativamente livre através de             
material; ​isolantes elétricos são materiais em           
que todos os elétrons estão ligados aos             
átomos e não podem se mover livremente             
através do material. 
Os ​semicondutores são uma terceira         
classe de materiais e suas propriedades elé-             
tricas estão em algum lugar entre as de               
isolantes e as dos condutores. Cargas podem             
se mover um pouco mais livremente em um               
semicondutor, mas muito menos cargas estão           
se movendo através de um semicondutor do             
que em um condutor. 
➔ CARREGAMENTO POR INDUÇÃO 
 
 
 
Quando um material condutor está         
ligado à Terra por meio de um fio ou tubo                   
condutor, diz-se que ele está ​aterrado​. 
Para entender como carregar um         
condutor por indução, imagine: uma ​esfera           
neutra metálica isolada no solo. Quando uma             
haste de borracha carregada negativamente é           
aproximada da esfera, elétrons na região mais             
próxima da haste sofrem uma ​força de             
repulsão e migram para o lado oposto da               
esfera. Esta migração sai do lado da esfera               
perto da haste com uma carga positiva efetiva               
devido à diminuição do número de elétrons.             
Essa migração ocorre mesmo se a haste nunca               
realmente toca a esfera. Se a mesma             
experiência é realizada com um fio condutor             
conectado a partir da esfera para a Terra (Fig.                 
19.4c, com fio aterrado), alguns dos elétrons do               
condutor são repelidos com tanta força pela             
presença de carga negativa na haste, que se               
movem para fora da esfera através do fio e                 
para a Terra. Se o fio para a terra é então                     
removido (Fig. 19.4d), a esfera condutora           
contém um excesso de carga positiva induzida             
porque tem menos elétrons do que precisa             
para cance- lar a carga positiva dos prótons.               
Quando a haste de borracha é afastada da               
esfera (Fig. 19.4e), esta carga positiva induzida             
permanece na esfera sem ligação com a terra.               
Note que a haste de borracha não perde nada                 
da sua carga negativa durante este processo. 
Carregar um objeto por indução ​não           
exige contato com o objeto indutor, diferente             
do que acontece no carregamento por fricção.  
 
➔ POLARIZAÇÃO 
É um processo que ocorre em objetos             
isolantes, semelhante ao que acontece em           
condutores elétricos.  
Na maior parte dos átomos e moléculas             
neutros, a posição média da carga positiva             
coincide com a posição média da carga             
negativa. Contudo, na presença de um objeto             
carregado, as posições podem se deslocar           
ligeira-mente devido às forças atrativas e           
repulsivas provenientes deste objeto       
carregado, resultando em mais carga posi-           
tiva de um dos lados da molécula do que no                   
outro. A polarização de moléculas individuais           
produz uma camada de carga na superfície do               
isolante: 
 
Na figura, a ​camada de carga negativa             
na parede está mais próxima do balão             
carregado positivamente do que as cargas           
positivas das outras extremidades das         
moléculas. Portanto, a ​força atrativa entre as             
cargas positivas e negativas ​é maior que a               
força de repulsão entre as cargas positivas. O               
resultado é uma força atrativa total entre o               
balão carregado e o isolante neutro.