Engenharia Mecânica

ETAPA I - AULA-TEMA: CAMPO ELÉTRICO – LEI DE GAUSS

PASSO I

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet, notícias que envolvem explosões de fábricas que têm produtos que geram ou são à base de pó.

PASSO II

Supor que o pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas associadas ao pó estejam distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica r. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar. O campo elétrico é apontado para baixo, devido a carga negativa do corpo, onde por si tem a tendência de desprender do átomo, e assim passando para o cilindro, que é de plástico, independente de raio.

PASSO III

Escrever uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo elétrico no interior do cano em função da distância r do eixo do cano. O valor de E aumenta ou diminui quando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E e a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para r = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

O campo elétrico dentro do cano varia linearmente com a distância r. O valor máximo de E é atingido após quando r= raio do cano. Substituindo r dado no exercício por β na fórmula. Fórmula: E= (β.r)/2ε

PASSO IV

Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a primeira condição, ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma centelha? Onde?

Não é possível, pois o ar é um isolante que não deixa produzir uma centelha pois é 30Kv/cm que tem menor que a capacidade da centelha para haver uma ruptura dielétrica.