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A princípio vimos que corpos eletrizados ficamsujeitos a forças de atração ou de repulsão,dependendo dos tipos de cargas que possuem. Umcorpo eletrizado é capaz de repelir e de ser
Introdução
dependendo dos tipos de cargas que possuem. Umcorpo eletrizado é capaz de repelir e de serrepelido por outro corpo, também eletrizado, semque haja contato entre eles. Isso ocorre porque umcorpo eletrizado gera um campo elétrico ao seuredor.
Carga elétrica Q, que é sempre um número inteiro n de elétrons,
de modo que:
enQ .=
Carga ElétricaCarga Elétrica
sendo n um numero inteiro.
Ce 1910.6,1 −=onde,
Portanto, um corpo pode ser: a) eletrizado positivamente: falta de elétrons Q = + n . e b) eletrizado negativamente: excesso de elétrons Q = – n . e
Princípio de Princípio de dudu FayFay::
Charles François de Cisternay du Fay (1698–1739) foi um químico
francês, descobridor europeu da eletricidade positiva e negativa. Descreveu, pela
primeira vez, em termos de cargas elétricas a existência de atração e repulsão
(1737).
Fonte: http://br.geocities.com/galileon/2/carga/eletr1.gif
Coulomb constatou que:
→ A intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao
produto das cargas elétricas.
→ A intensidade da força elétrica é inversamente proporcional ao
quadrado da distância entre os corpos.
Portanto temos a equação que relaciona a intensidade da força
Lei de Coulomb
Portanto temos a equação que relaciona a intensidade da força
elétrica (F) como sendo:
O Conceito de Campo Elétrico
Existe um campo elétrico em uma região
do espaço quando uma carga colocada
em qualquer ponto dessa região ficaem qualquer ponto dessa região fica
sujeita a uma força elétrica, de atração
ou de repulsão.
Um campo elétrico existeindependentemente domovimento de uma cargaatraída ou repelida. A cargaque colocamos em um pontopara verificar a existência ou
+
+ +++
B
A
C
para verificar a existência ounão de um campo elétrico naregião, é uma carga deprova ou carga-teste, e nãoé ela a responsável pelageração do campo.
ED
Um corpo de massa m éatraído para o centro daTerra com uma força de
P
gm
Terra com uma força demódulo P, correspondente aopeso do corpo. A razão entreP e m é igual ao valor daaceleração da gravidade. m
Pg
rr =
Quando uma carga de prova q é colocada em umponto do espaço e sofre a ação de uma força F,dizemos que a razão entre F e q é igual ao módulodo campo elétrico E naquele ponto.
Unidade de medida do Campo Elétrico
No Sistema Internacional, a unidade de medidautilizada para expressar o módulo de uma forçaé o Newton (N), e a unidade utilizada paraexpressar o valor de uma carga elétrica é oexpressar o valor de uma carga elétrica é oCoulomb (C). Assim, N/C é a unidade utilizadano SI para expressar o módulo da grandezaCampo elétrico.
Campo Elétrico
+linhas de campo
+campo elétrico
Cargas positivas criam campo elétrico de afastamento !
Campo Elétrico
linhas de campo campo elétrico
Cargas negativas criam campo elétrico de aproximação !
EX(1) A figura representa uma particula de carga Q = 6,0 . 10-8 C , positiva, em determinado ponto A, no vácuo.
a) Qual é o módulo, direção e sentido do vetor campo elétrico E1, gerado por essa partícula no ponto P1, a 10cm de A?
b) A que distancia de A está o ponto P2, cujo módulo do vetor campo elétrico vale E2 = 4,5 . 104 N/C?
Ex(2) Uma partícula de carga q = 2,5 . 10-8 C e massa m = 5,0 . 10-4 kg, colocada num determinado ponto P de uma região onde existe um campo elétrico, adquire aceleração de 3,0 . 103 m/s², devida exclusivamente a esse campo.
a) Qual é o módulo do vetor campo elétrico E nesse ponto?
b) Qual o módulo da força elétrica exercida sobre uma partícula de carga q = 5,0 µC colocada nesse mesmo ponto P?
Análise da expressão:20 d
QKE =
• Fixando a distância d, o módulo do campo elétrico édiretamente proporcional ao valor da carga Q, geradorado campo;• Fixando o valor da carga Q, geradora do campo, o• Fixando o valor da carga Q, geradora do campo, omódulo do campo elétrico é inversamente proporcionalao quadrado da distância d;• A intensidade do campo elétrico só depende do valorda carga geradora e, portanto, é independente da cargade prova que sofre a ação do campo.
Considere um conjunto de cargas puntiformes como o mostradona figura
O vetor intensidade de campo elétrico no ponto P produzidopelo conjunto de cargas é igual à soma dos vetores intensidadede campo produzidos no ponto P pelas cargas pontuais,individualmente, como mostra a figura.
321 EEEER
rrrr++=
++
++
--
--
Movimento de cargas no Campo Elétrico UniformeMovimento de cargas no Campo Elétrico Uniforme
Campo Elétrico UniformeCampo Elétrico Uniforme
--
--++
++
++
++++
--
--
--
----
FF --A BA B
--
--
--
----
++
++
--
--
--
--
Campo Elétrico UniformeCampo Elétrico Uniforme
Movimento de cargas no Campo Elétrico UniformeMovimento de cargas no Campo Elétrico Uniforme
++
++
++
++++
--
--
--
----
+FF
A BA B
--
--
--
----
O VETOR CAMPO ELÉTRICO
O campo elétrico em um ponto tem adireção da força que atua sobre uma cargade prova colocada no ponto. O vetorde prova colocada no ponto. O vetorcampo elétrico tem, no ponto, o mesmosentido da força que atua sobre uma cargade prova positiva e sentido contrário aoda força que atua sobre uma carga deprova negativa.
Energia Potencial Gravitacional
� De A para C : movimento espontâneo
� De A para D: movimento não espontâneo
� De A para B: movimento não espontâneo
Conclusão
• Percebe-se que os objetos movem-se
naturalmente de um ponto de maior potencial
para um ponto de menor potencial.
∆h
Conclusões
Uma carga de prova positiva tende a se
movimentar espontaneamente de pontos de
maior potencial para pontos de menorpotencial
Uma carga negativa tende a se movimentarespontaneamente de pontos de menorpotencial para pontos de maior potencial.
Energia Potencial Elétrica
+
-
Fr
Fr
Capacidade de realizar
trabalho.
0q
0q
A carga positiva pode deslocar a carga de prova (positiva) até o infinito.
d
qQKE
PELÉ
.0=
A carga negativa tem capacidade limitada em deslocar a carga de prova.
A carga positiva tem mais condição de transferir energia para a carga de prova!
As cargas entram na expressão com seusinal real!!!!
EX(3) Na figura estão representadas as partículas pontuais de cargas Q = 8,0 . 10-6 C e q = 2,0 . 10-10 C, positiva, no vácuo, separadas pela distancia d = 0,40m . Determine a energia potencial elétrica do sistema quando a carga Q for:
PositivaNegativa
Potencial ElétricoPotencial elétrico é a capacidade que um corpo energizado tem derealizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. Opotencial elétrico existe , independentemente do valor da carga q colocadanum ponto desse campo.
+Fr
0q
0q
EV PELÉ=
O potencial elétrico mede a energia elétrica por unidade de carga de prova.
Calcula-se o potencialelétrico num ponto pelaequação d
QKV 0=
O potencial elétrico é medido em VOLT (V)
EX(4) Na figura está representada uma linha de força do campo elétrico gerado pela partícula de carga positiva Q = 6,0 . 10-6 C no vácuo, à qual se superpôs um eixo d e quatro pontos, 1, 2, 3 e 4, desse campo elétrico.
- Determine os potenciais elétricos V1, V2, V3 e V4 nos pontos 1, 2, 3 e 4, localizados à distância d1 = 1,0m, d2 = 10m, d3 = 50m e d4 = 100m da partícula.
Potencial Elétrico de uma Carga
Em cada superfície temosum potencial diferente.As superfícies tracejadasmais próximas possuemmaior potencial elétrico
Superfícies Equipotenciais
maior potencial elétrico
Linhas de Força doCampo Elétrico.
Superfícies Equipotenciais
VC
++++
-----
Campo Elétrico Uniforme (Qualquer ponto entre as placas
o campo elétrico tem a mesma intensidade)
VAVB
+++++
------
ACB VVV =>
Podemos então determinar a Diferença de Potencial Elétrico entre dois pontos
Campo Elétrico Uniforme
VC
VAVB
+++++++
--------d+
+---
Para o Campo elétrico uniforme, podemos calcular ad.d.p. da seguinte forma
BAAB VVV −=
d
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