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By Lucien Silvano Alhanati

Física

Eletricidade ELE

Capacidade elétrica ELE12

Contacto entre condutores carregados ELE1202

 Cálculo do potencial elétrico comum de condutores após o contacto. ELE120201

Consideremos 3 condutores carregados que são postos em contacto até atingirem o equilíbrio eletrostático e separados à seguir, como mostra a figura.

Como o conjunto de condutores não trocou cargas com o meio exterior podemos afirmar que a carga do conjunto antes do contacto é igual à carga após o contacto.

Q1 + Q2 + Q3 = q1 + q2 + q3  >>> C1V1 + C2V2 + C3V3 = C1V + C2V + C3V
C1V1 + C2V2 + C3V3 = (C1+ C2 + C3 )V  ou que   

V = (C1V1 + C2V2 + C3V3 ) / (C1+ C2 + C3 )

O potencial elétrico comum dos condutores após o contacto é a 
média ponderada dos potenciais antes do contacto tomando como pesos a capacidade elétrica dos condutores.

Qual é o potencial elétrico comum de condutores, de mesma capacidade, após o contacto? ELE120202

Se as capacidades forem iguais a média ponderada dá origem a uma média aritmética que no caso dos 3 condutores considerados anteriormente é:

V = (V1 + V2 + V3 ) / 3

O potencial elétrico comum dos condutores após o contacto é a 
média aritmética dos potenciais antes do contacto.

O que pode ser afirmado sobre a carga dos condutores após o contacto? ELE120203

Como após o contacto os condutores possuem o mesmo potencial V, 

as suas cargas serão proporcionais às capacidades

Q1/C1 = Q2/C2 = Q3/C3 = V

Quando um conjunto de condutores carregados e isolados eletricamente do meio exterior realiza um contacto e em seguida são separados, o que pode ser afirmado sobre a a energia elétrica armazenada pelo conjunto dos condutores antes do contacto em comparação com a energia elétrica armazenada após o contacto? ELE120204

Durante o contacto as cargas elétricas se deslocam até assumirem uma nova configuração de equilíbrio eletrostático. Sabemos que se cargas elétricas se deslocam sob a ação do campo elétrico elas sempre passam para uma posição de menor energia. Podemos concluir que:

a energia elétrica armazenada após o contacto é menor que a armazenada antes do contacto.

A redução da energia armazenada deve-se à transformação de parte da energia elétrica em calor que ocorre quando cargas se deslocam num condutor.

O que pode ser afirmado sobre a energia elétrica armazenada pelos condutores após o contato? ELE120205

Após o contacto os condutores possuem o mesmo potencial V e conseqüentemente a energia elétrica W = q.V/2 armazenada pelo condutor após o contacto é proporcional à carga q.
Como a carga após o contacto é proporcional à capacidade C, concluímos que a energia é proporcional à capacidade.

W1/C1 = W2/C2 = W3/C3 


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