Aula 8 Pára raios e Eletricidade Atmosférica

Universidade Federal do Paraná
Setor de Ciências Exatas
Departamento de Física

Física Geral B – Prof. Dr. Ricardo Luiz Viana

Aula 8: Pára-raios e Eletricidade atmosférica

Benjamin Franklin (* Boston, 1706, Pennsylvania, 1790) é um dos pais fundadores dos Estados Unidos. Foi empresário, político, diplomata, cientista e inventor, entre inúmeras outras atividades. A partir de 1749, após uma bem-sucedida carreira no ramo gráfico, começou a pesquisar a eletricidade. Vimos na Aula 1 como ele distinguia cargas elétricas negativas e positivas.
Em junho de 1752 ele realizou o famoso experimento do papagaio para mostrar que os raios conduziam eletricidade. Durante uma tempestade ele empinou um papagaio, e conseguiu mostrar que uma chave presa ao fio foi eletrizada. Outros experimentadores morreram na tentativa de reproduzir a experiência de Franklin que, a partir dela, inventou o pára-raios para atrair as descargas atmosféricas sem que estes causassem danos.

1a. Parte: Fundamentos teóricos

Propriedades de Condutores Isolados em Equilíbrio Eletrostático

Vimos na Aula número 6, como decorrência da Lei de Gauss, as seguintes propriedades.

a) O campo elétrico é nulo no interior de um condutor isolado
b) Qualquer excesso de carga estará inteiramente sobre a sua superfície externa
c) A propriedade (b) vale mesmo que o condutor tenha uma cavidade interna vazia

Gaiola de Faraday: decorrência da propriedade (c) – podemos blindar eletrostaticamente qualquer região do espaço circundando-a por uma grade metálica (condutora). Isso é útil na proteção contra campos elétricos externos, como os originários de ondas eletromagnéticas.
Exemplo: invólucro metalizado de placas de computador.

Na aula número 7 vimos a seguinte relação entre potencial e campo elétrico

Como E = 0 dentro do condutor, temos que Vf – Vi = 0, ou seja, Vf = Vi para quaisquer pontos i e f no condutor. Isto significa que:
(i) todos os pontos do condutor isolado têm o mesmo potencial elétrico.