A eletrostática na corrente elétrica em fios

Abstract

O artigo refere-seà questão 'Quem cria o campo elétrico que move as cargas na corrente elétrica em fios?'. Através de modelo simples, mostra-se que uma distribuição de cargas, variando linearmente ao longo do fio e depositada na sua superfície, cria campo uniforme no seu interior. O modelo utilizadoé o de um cabo coaxial fechado em ambas as extremidades, com potenciais convenientemente escolhidos em suas paredes. Com este estudo, torna-se possível ilustrar a importante ligação conceitual entre a Eletrostática e a Eletrodinâmica, historicamente tão importante no desenvolvimento do Eletromagnetismo.The article is aimed to answer the question 'Who creates the electric field inside a wire supporting an electric current?'. By means of a simple model it is shown that a surface charge distribution varying linearly along the wire creates an uniform electric field inside it. The utilized model is that of a closed at both ends coaxial cable, whose walls are kept at conveniently chosen potentials. This study allows us to bridge the way from Electrostatics to Electrodynamics, historically so important in the development of the electromagnetic science. IntroduçãoNo ensino de eletricidade, o capítulo sobre 'correntes contínuas' desperta pouco interesse porque, praticamente, versa sobre as leis de Kirchoff em circuitos, assunto em que os alunos já têm alguma habilidade. Mas, historicamente, foi muito importante a passagem da Eletrostáticaà Eletrodinâmica, pois conceitos desenvolvidos na primeira foram usados na descrição da segunda: a corrente elétrica gerada por pilhas elétricas foi identificada como carga em movimento. A pilha, pela sua força eletromotriz, traz a carga circulante de um pólo ao outro no seu interior, e mantém a diferença de potencial entre as extremidades do fio condutor que fecha externamente o circuito. Mas quem cria o campo elétrico necessário para mover a corrente no interior do fio? Nãoé razoável supor que cargas localizadas nos pólos da pilha possam criar aquele campo uniforme ao longo de todo o fio. Como diz o famoso J. D. Jackson [1], 'The significance of the surface electric charge densities associated with current-carrying circuit is often not appreciated. In general, the conductors of a current-carrying circuit must have nonuniform surface charge densities on them...'. (A importância das cargas superficiais associadas a correntes em circuitoé muitas vezes não reconhecida. Em geral, os condutores de um circuito com corrente devem ter distribuição de carga superficial não uniforme

Nota sobre os potenciais de uma carga em movimento

“…Note-se no texto a menção ao fato de que 'o campo elétrico associadoàs cargas propagam-se com velocidade c ', o que de forma nenhuma está de acordo com a ortodoxia que o autor vai desenvolver, que dá aos potenciais este previlégio [1,4,5]. Aliás,é interessante mencionar que o livro da referência [5], baseia muitas de suas considerações (que devem ser falhas) sobre o seu postulado: "The electromagnetic fields E e B are propagated from moving charges with a velocity c in empty space", página 29.…”

“…Aliás,é interessante mencionar que o livro da referência [5], baseia muitas de suas considerações (que devem ser falhas) sobre o seu postulado: "The electromagnetic fields E e B are propagated from moving charges with a velocity c in empty space", página 29. Mas notemos, para efeito da discussão que iniciaremos breve, a menção no texto traduzido a que ... (os potenciais, e não os campos) associadosàs cargas propagar-se-iam a partir delas ... .…”