Principio da conservacao da energia

Campo elétrico e sua relação
com a força elétrica
Prof. André Pires
Relembrando ...
A LEI DE COULOMB
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PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO
“A força com a qual duas cargas
interagem não é modificada pela presença de
uma terceira. Em outras palavras, se uma carga
está em presença de outras cargas elétricas, a
força resultante sobre ela é a soma vetorial das
forças exercidas por cada uma das cargas em
separado”.
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CAMPO ELÉTRICO
Um campo elétrico é o campo de força
provocado pela ação de cargas elétricas,
(elétrons, prótons ou íons) ou por sistemas
delas. Cargas elétricas colocadas num campo
elétrico estão sujeitas à ação de forças
elétricas, de atração e repulsão.
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VETOR CAMPO ELÉTRICO
Por ser o Campo Elétrico um campo
vetorial, temos associado a cada ponto
do espaço um vetor Campo Elétrico, cuja
definição é a seguinte:
Unidade de E: N/C
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VETOR CAMPO ELÉTRICO
Os vetores F e E possuem a mesma direção.
O sentido será determinado pelo sinal da
carga de prova:
Carga positiva (+), F e E terão o mesmo
sentido, Carga negativa (-), F e E terão
sentidos contrários.
É importante saber que o vetor campo elétrico num
ponto NÃO depende do valor da carga de prova q.
Se tomarmos diferentes cargas, verificamos a ação de
diferentes forças, porém a relação entre a força e a carga
permanece a mesma para cada ponto
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CAMPO ELÉTRICO DE UMA
CARGA PUNTIFORME FIXA
Analisando o campo elétrico gerado por uma
carga puntiforme, vemos que sua direção será
radial, ou seja, como se a carga estivesse
localizada no centro de um círculo de raio “d”.
Seu sentido é apontando para fora das cargas
positivas e para dentro das cargas negativas.
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CAMPO ELÉTRICO DE UMA
CARGA PUNTIFORME FIXA
Seu módulo pode ser calculado
utilizando-se a Lei de Coulomb:
Os vetores F e E possuem a mesma direção.
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LINHAS DE FORÇA
A cada ponto de um campo elétrico
associa-se um vetor E. A representação gráfica
de um campo elétrico consiste em utilizar as
linhas de forças.
Linhas de forças são linhas tangentes ao vetor
campo elétrico em cada um de seus pontos,
orientadas no sentido do vetor campo.
Onde houver maior densidade de linhas, o
campo será mais intenso.
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LINHAS DE FORÇA
As figuras a seguir mostram linhas de
força de alguns campos elétricos
particulares:
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CAMPO ELÉTRICO UNIFORME
É o campo elétrico onde o vetor E é o
mesmo em todos os pontos.
Assim, em cada ponto do campo, o vetor E tem
a mesma intensidade, a mesma direção e
o mesmo sentido. As linhas de força de um
campo elétrico uniforme são retas paralelas
igualmente espaçadas e todas com o mesmo
sentido.
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CONDUTOR ELETRIZADO
Em um condutor eletrizado, os portadores
de carga elétrica livres se concentram em sua
superfície externa, graças à repulsão que
sofrem entre si.
Assim não há cargas elétricas em excesso no
interior do condutor, fazendo com que o
Campo Elétrico seja sempre nulo no interior do
condutor.
Isso faz com que uma pessoa dentro de uma
estrutura metálica não seja afetada se uma
descarga elétrica atinge a estrutura, como um
avião, por exemplo.
Esse efeito é chamado de blindagem
eletrostática ou Gaiola de Faraday.
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EXERCÍCIO
Considere duas partículas carregadas
respectivamente com +2,5 µC e -1,5 µC,
dispostas conforme mostra a figura abaixo:
Qual a intensidade da força que atua sobre
a carga 2?
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SOLUÇÃO
Analisando os sinais das cargas podemos
concluir que a força calculada pela lei de
Coulomb será de atração, tendo o cálculo
de seu módulo dado por:
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SOLUÇÃO
Portanto a força de atração que atua
sobre a carga 2 tem módulo 0,375N e
seu vetor pode ser representado como:
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