Campo elétrico

Campo elétrico
Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, ou por
sistemas delas. Cargas elétricas colocadas num campo elétrico estão sujeitas à ação de
forças elétricas, de atração e repulsão.
A fórmula usada para se calcular a intensidade do vetor campo elétrico (E) é dada pela
relação entre a força elétrica (F) e a carga de prova (q):
Unidade no Sistema Internacional de Unidades:
Vetor campo elétrico
O campo elétrico em um ponto é uma grandeza vetorial, portanto é representado por um
vetor. Para verificarmos a sua presença neste ponto, colocamos neste uma carga de prova
positiva. Se esta ficar sujeita a uma força eletrostática, dizemos que a região em que a carga
se encontra está sujeita a um campo elétrico. O vetor campo elétrico tem sempre a mesma
direção da força a que a carga está sujeita, e o sentido é o mesmo da força. O módulo é
calculado da seguinte forma:
onde, caso a carga seja puntiforme,
(lei de Coulomb)
O módulo do vetor campo elétrico pode ser definido por:
Substituindo
, é a constante eletrostática do meio e
é a constante de permissividade do vácuo. Nota-se, por essa
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expressão, que o campo elétrico gerado por uma carga em um ponto é diretamente
proporcional ao seu valor e inversamente proporcional ao quadrado da distância.
Campo elétrico devido a uma carga elétrica
O campo elétrico sempre "nasce" nas cargas positivas (vetor) e "morre" nas cargas
negativas. Isso explica o sentido do vetor mencionado acima. Quando duas cargas positivas
são colocadas próximas uma da outra, o campo elétrico é de afastamento, gerando uma
região entre as duas cargas isenta de campo elétrico. O mesmo ocorre para cargas
negativas, com a diferença de o campo elétrico ser de aproximação. Já quando são
colocadas próximas uma carga positiva e uma negativa, o campo "nasce" na primeira, e
"morre" na segunda.
Na equação: F = K.Q.q/d² , K é a constante eletrostática do meio e não a constante
dielétrica.
Campo elétrico uniforme
É definido como uma região em que todos os pontos possuem o mesmo vetor campo
elétrico em módulo, direção e sentido. Sendo assim, as linhas de força são paralelas e
equidistantes.
Para produzir um campo com essas características, basta utilizar duas placas planas e
paralelas eletrizadas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos. Um capacitor pode ser
citado como exemplo de criador de um campo elétrico uniforme.
Linhas de força
As cargas de prova positivas encontram-se em movimento dentro de um campo elétrico. A
partir da trajetória dessas cargas, traçam-se linhas que são denominadas linhas de força, que
têm as seguintes propriedades:
1. Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas;
2. As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico;
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3. Duas linhas de força nunca se cruzam;
4. A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.
Campo elétrico gerado por uma esfera (oca) condutora
Quando uma esfera está eletrizada, as cargas em excesso repelem-se mutuamente e por isso
migram para a superfície externa da esfera, atingindo o equilíbrio eletrostático. Assim, o
campo elétrico dentro da esfera (em equilíbrio eletrostático) é nulo, já que não há uma força
que atraia uma carga para dentro do corpo. Lembrando que na superfície da esfera, K|Q|/d é
multiplicado por 1/6.
1.
2.
3.
(No interior da Esfera)
(superfície exterior próxima da esfera)
(distante da esfera), onde R é o raio da esfera.
Campo elétrico gerado por várias cargas pontuais
É calculado através de uma soma vetorial, que ajudará a chegar ao campo resultante.
Para um sistema constituído de várias cargas elétricas, todas elas interagem
simultaneamente.
Bibliografia
Tipler, Paul A. - Física (4a Edição), Vol 2. Editora LTC
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