Campos eletrostaticos em meio material

Campos eletrostaticos em meio material

(Parte 1 de 5)

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

1. Introdução.

2. Propriedades dos materiais.

3.Correntesde convecçãoe de condução.

4. Condutores.

5. Polarização e m dielétricos.

6. Constante e rigidez dielétrica.

7. Dielétricoslineares, isotrópicos e ho mogêneos.

8.Equação da continuidadee tempo de relaxação. 9. Condições de fronteira.

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

Introdução

•Atéentão, consideramoscampos eletrostáticos no espaçolivre ou naausênciade meios materiais.

•Da mesmamaneiraque campos elétricos podemexistirno espaçolivre, elestambémpodemexistirem um meiomaterial.

• Os materiais são classificados, segundo suas propriedades elétricas, de maneiraampla, como condutorese não condutores

(isolantes ou dielétricos).

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

Propriedades dos materiais

•Genericamente, osmateriaispodemser classificados, de acordo com suacondutividade(σ), como condutoresou não condutores.

•A condutividadede um material geralmentedependeda temperaturae da frequência.

•Um material com elevadacondutividade(σ>> 1) éreferidocomo metal. Um material com baixacondutividade(σ<< 1) éreferido como isolante. Um material cujovalor de conduvitidadeestá entre o valor dos outrosdois édenominadode semicondutor.

•A condutividadedos metaisgeralmenteaumentacom a diminuiçãoda temperatura. Um exemplodisso éo conceitodos supercondutores sub metidos a baixos valores de te mperatura.

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

•Microscopicamente, a diferença maissignificativaentre metal e isolantereside naquantidadede elétronsdisponíveispara a condução de corrente elétrica.

•Os materiaisdielétricostêmpoucoselétronsdisponíveispara a conduçãoda correnteelétrica, ao contráriodos metais, osquais tê m elétronslivres e m abundância.

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

Correntesde convecçãoe de condução

•A corrente, atravésde uma área, éa quantidadede carga que passaatravésdessaáreapor unidadede tempo, ou seja,

•Se uma corrente∆Iatravessauma superfície∆S, a densidade de correnteédada por

•Se a densidade de correntenão for normal àsuperfície, temos

Q dt

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

•Dessa maneira, a correntetotal atravessandoa superfícieSserá dada por

•Dependendode como Iégerada, existemdiferentestiposde densidadesde corrente, a saber,

–Densidade de correntede convecção. –Densidade de correntede condução.

–Densidade de correntede deslocamento.

•A correntede convecçãonão envolvecondutorese, consequentemente, não satisfazàlei de Ohm. Resultado fluxo de cargas atravésde um meioisolantetalcomo um líquido, um gásrarefeitoou o vácuo.

⋅= S dSJI

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

• Considere o seguintefila mento

•Se houverum fluxo de cargas, de densidade ρv , a uma velocidade a correnteatravésdo filamentoédada por ρ v y âuu = yvv Su l S

Figura 1

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

•A componenteem yda densidade de correnteJ édada por •Portanto, em geral

•A correnteIéa correntede convecçãoe Jéa densidade de correntede convecção, medidaem A/m².

•A correntede conduçãoocorrenecessariamenteem condutores.

•Um condutorécaracterizadopor uma grandequantidadede elétronslivresque promovema correntede conduçãoao serem impulsionadospor um campo elétrico.

yvy u

= uJ v ρ

EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo1 –Prof. Helder A. Pereira

•Quando um campo elétrico éaplicado, a forçasobreo elétroné dada por

(Parte 1 de 5)

Comentários