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Campo elétrico externamente a condutores conduzindo corrente

Haverá campo elétrico no exterior de um fio conduzindo corrente?

Suponhamos agora que esse fio seja uma casca cilíndrica, um objeto no interior desse fio (que está conduzindo corrente) sofrerá força elétrica? Pesquisei em vários livros de eletromagnetismo (hayt, Sadiku, halliday, sears e zemansky, dentre outros) mas não encontrei nada que tratasse desse tema em específico. Se possível, me indique também bibliografia acerca dessa tema. Desde já, agradeço pela atenção.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A resposta é POSITIVA!

Ao longo de um pedaço de condutor conduzindo corrente há uma diferença de potencial elétrico (ddp). Esta ddp é dada pela integral de linha do campo elétrico entre os dois pontos considerados do condutor com corrente. Ora, dado que o resultado desta integral independe da linha de integração entre os dois pontos e, dado que ela é não nula em uma linha interna ao condutor, é então não nula em uma linha que passe também por fora do condutor. Assim a conclusão é inescapável: deve existir campo elétrico externo ao condutor. Em outras palavras, a existência de campo externo ao condutor é necessária a fim de garantir que o Princípio da Conservação da Energia valha em tal circunstância.

O campo elétrico existente em um condutor conduzindo corrente decorre de uma distribuição de carga superficial no condutor. Ou seja, para que exista corrente em um condutor deve haver excedentes de carga distribuídos no condutor. A propósito do tema veja Tensão e cargas superficiais – o que Wilhelm Weber já sabia há 150 anos.

Como bem notaste este tema é omisso em muitos livros de Eletromagnetismo, inclusive em livros técnicos de Eletricidade; alguns livros inclusive afirmam a inexistência de campo externo ao condutor. 

Uma boa referência sobre o tema é o livro de ANDRÉ KOCH TORRES ASSIS e  JÚLIO AKASHI HERNANDES   A FORÇA ELÉTRICA DE UMA CORRENTE. O livro pode ser baixado gratuitamente em http://www.ifi.unicamp.br/~assis/The-Electric-Force-of-a-Current.pdf.

Vide também http://www.energiaeletrica.net/cargas-superficiais-o-elo-perdido-dos-circuitos/

“Docendo discimus.”

 

Acessos entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 1567.


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