Eletrostatica_campo eletrico.

Eletrostática: campo e potencial elétrico
Slides
O conceito de campo elétrico
Campo elétrico criado por cargas puntuais
Linhas de força
Comportamento de um condutor eletrizado
Diferença de potencial
Voltagem de um campo uniforme
Voltagem no campo de uma carga puntual
Quadro de força - http: www.ser.com.br
Internet
Bola de plasma
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O conceito de campo elétrico
Um ponto no espaço tem um campo elétrico quando
uma carga q, colocada neste ponto, for solicitada por
uma força de origem elétrica.
Q
+
Em torno de uma carga
elétrica fixa, Q, existe
um campo elétrico criado
por esta carga.
q
P
+
F
Ao colocar uma carga q em um ponto P do
espaço e sobre ela aparecer uma força de
origem elétrica, neste ponto há um campo
elétrico, no caso, gerado pela carga Q.
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O conceito de campo elétrico
O vetor campo elétrico:
- Intensidade: é dada pela expressão
E
F
q
Onde:
F = força (N)
q = carga elétrica (C)
E = campo elétrico (N/C)
- Direção: é a mesma de uma força sobre uma carga
de prova colocada no campo elétrico. Em relação a
uma carga esférica, ela é radial.
Q
- Sentido: para cargas de prova positivas, é a mesma
da força elétrica. Em relação a uma carga esférica,
convenciona-se para carga positiva o vetor campo
elétrico apontando para fora da carga e para cargas
negativas, apontando para dentro.
Q
q
+
E
F
q
-
F
+
E
-
E
E
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Campo elétrico criado por cargas puntuais
F
E
q
Q
E  k0 2
r
Q q
F  k0 2
r
Q
+
r
E
Onde:
E = campo elétrico (N/C)
Q = carga elétrica fixa (C)
r = distância entre a carga
e o ponto P (m)
k0 = constante no vácuo =
9109 Nm2/C2
Esta expressão nos permite
calcular a intensidade do campo
elétrico em um certo ponto,
quando conhecemos o valor da
carga puntual Q que criou este
campo e a distância do ponto a
esta carga.
P
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Campo elétrico criado por cargas puntuais
O campo elétrico criado por várias cargas puntuais é
obtido através de uma soma vetorial.
Q2
Q1
+
+
Q3
E3
P
E1
-
E =E1 + E2+ E3+ ...
E2
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Linhas de força
Linhas de força sobre uma carga puntual:
Q
+
Q
-
Linhas de força em um campo elétrico uniforme:
Q+
+
+
+
+
+
+
Q–
E
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Comportamento de um condutor eletrizado
A carga elétrica adquirida por um condutor fica distribuída em sua
superfície quando ele estiver em equilíbrio eletrostático enquanto o
vetor campo elétrico é perpenducular à superfície deste condutor.
E
+ ++
+
+
+
+
+
+
+
E
E
E
E
-
- - -
E
Se o condutor eletrizado estiver em equilíbrio eletrostático, o
campo será nulo em todos os pontos de seu interior.
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Diferença de potencial
Q
+
A
q
+
F
B
A diferença de potencial entre os pontos A e B é
dada pela expressão:
VAB
TAB
 VA  VB 
q
Onde:
V = potencial elétrico (V)
T = trabalho da carga elétrica (J)
q = carga elétrica móvel (C)
A diferença de potencial também é chamada de
voltagem ou tensão entre dois pontos.
Uma partícula eletrizada positivamente desloca-se sob a ação de uma força
elétrica de um ponto A, onde o potencial é maior, para um ponto B, onde
ele é menor. Já uma carga negativa tenderá a se mover em sentido
contrário, ou seja, do potencial menor para o maior.
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Voltagem de um campo uniforme
No campo elétrico uniforme a diferença de potencial é dada por:
B
A
+
+
+
+
+
+
E
q
+
d
F
-
VAB  E  d
Onde:
VAB = diferença de potencial entre os pontos
A e B (V)
E = campo elétrico (V/m) ou (N/C)
d = distância entre as placas (m)
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Voltagem no campo de uma carga puntual
O potencial criado pela carga Q, no ponto P, é dado por:
Q
+
r
Q
V  k0
r
P
Onde:
V = potencial elétrico (V)
Q = carga elétrica fixa (C)
r = distância entre a carga e o ponto P (m)
k0 = constante no vácuo = 9109 Nm2/C2
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