Apostila de Física 18 – Campo Elétrico

Apostila de Física 18 – Campo Elétrico
1.0 Definições
Uma carga elétrica puntiforme ‘Q’ ou uma distribuição de cargas modifica a
região que a envolve.
Se colocarmos uma carga elétrica puntiforme ‘Q’ num ponto ‘P’, será constatada
uma força ‘ ’, de origem elétrica, agindo em ‘q’ – A carga elétrica ou a distribuição de
cargas origina ao seu redor um campo elétrico.
Campo elétrico desempenha o papel de transmissor de interações entre cargas.
A carga elétrica de prova ‘q’ também produz um campo elétrico que age sobre
‘Q’ ou sobre as cargas de distribuição.
– Vetor campo elétrico em P; medido em N/C (Newton por Coulomb) ou V/m (Volt por metro).
q – Carga elétrica de prova.
q > 0 – e tem o mesmo sentido.
q < 0 – e tem sentidos opostos.
e tem a mesma direção.
Para cada ponto do espaço, a razão
é constante.
é uma grandeza vetorial.
2.0 Campo Elétrico de uma Carga Puntiforme Fixa
Intensidade:
d – Distância de um ponto do campo para a carga elétrica.
Direção – A mesma da força .
Sentido:
Q > 0:
q > 0 – ‘Q’ e ‘q’ se repelem.
q < 0 – ‘Q’ e ‘q’ se atraem.
O vetor campo elétrico ‘ ’, produzido por cada ponto da carga Q > 0
fixa, é de afastamento, independentemente da carga ‘q’.
Q < 0:
q > 0 – ‘Q’ e ‘q’ se atraem.
q < 0 – ‘Q’ e ‘q’ se repelem.
O vetor campo elétrico ‘ ’, produzido por cada ponto da carga Q > 0
fixa, é de aproximação, independentemente da carga ‘q’.
Campo elétrico ser nulo num ponto – Os campos elétricos gerados pelas cargas
q1 e q2 devem possuir direções, módulos e cargas iguais.
E1 = E2
Q1 = Q2
3.0 Várias Cargas Puntiformes Fixas
O vetor campo elétrico resultante ‘ ’ em P, é dado pela soma vetorial , ,...
, em que cada vetor parcial é determinado como se a carga correspondente estivesse
sozinha:
4.0 Linhas de Força
A cada ponto de um campo elétrico associa-se um vetor ‘ ’.
A representação gráfica de um campo elétrico é feita desenhando-se vários
vetores ‘ ’.
Linhas de força são linhas tangente ao vetor campo elétrico em cada um dos seus
pontos. Elas possuem o mesmo sentido do vetor campo ‘Q’.
O desenho das linhas de força nos dá idéia de como variam a direção e o sentido
do vetor ‘ ’.
Cargas elétricas puntiformes de sinais opostos e módulos diferentes – Da de
carga de maior módulo parte (carga positiva) ou chega (carga negativa) um número
maior de linhas de força.
5.0 Campo Elétrico Uniforme
O vetor ‘ ’ é o mesmo em todos os pontos.
Em qualquer ponto do campo, o vetor ‘ ’ tem a mesma intensidade, direção e
sentido.
As linhas de força deste campo elétrico são retas paralelas igualmente espaçadas
e todas com o mesmo sentido.
Para produzir um campo com essas características, deve-se utilizar duas placas
planas e paralelas eletrizadas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos. A
distância entre elas deve ser muito pequena em relação as suas dimensões.
Se a distância entre as placas não for desprezível em relação as suas
dimensões, o campo elétrico é quase uniforme na região central e nãouniforme próximo às bordas.