Campo elétrico

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ELETROSTÁTICA

Campo elétrico

Campo elétrico

Um corpo eletrizado, devido à sua carga elétrica, cria

ao seu redor um campo elétrico. Em cada ponto surge

um vetor campo elétrico.

Q

+ q

F O campo elétrico é uma

propriedade influenciada

pela presença da carga Q,

que não depende da carga

de prova q para sua

existência.

Campo elétrico

O campo elétrico é

a região

influenciada pela

carga Q, em que

qualquer carga de

prova q nela

colocada estará sob

a ação de uma

força de origem

elétrica.

Vetor campo elétrico

Intensidade:

P

E = F Unidade S.I.: N/C |q|

→ →

Direção: o vetor E têm a mesma direção do

vetor F

Sentido: depende da carga de prova

q > 0, E e F tem o mesmo sentido → →

q < 0, E e F tem sentidos opostos → →

+ P

-

P

F E → →

F E → →

+

Exemplo 01

Uma carga positiva Q está fixa em um ponto no

espaço como indica a figura abaixo.

a) Represente o vetor campo elétrico em cada um dos

pontos que estão próximos a carga Q.

b) Colocando no ponto P1 uma carga de prova positiva

q desenhe o vetor força elétrica neste ponto.

Exemplo 01

+

P1

P2

P3

P4 E2

→ E4

E1

E3

+ q

F1

Exemplo 02

Devido ao campo elétrico gerado por uma carga Q, a

carga q = + 2 . 10-5 C fica submetida à força elétrica F

= 4 . 10-2 N. Determine o valor desse campo elétrico.

E = F

q

E = 4 . 10-2

2 . 10-5

E = 2 . 103 N/C

Linhas de força

Estas linhas são a representação geométrica

convencionada para indicar a presença de campos

elétricos, sendo representadas por linhas que

tangenciam os vetores campo elétrico resultante em

cada ponto, logo, jamais se cruzam.

Linhas de força

Campos gerado por cargas

positivas têm linhas de força

divergentes.

Campos gerado por cargas

negativas têm linhas de

força convergentes.

Linhas de força

Linhas de força

O campo elétrico é sempre tangente as linhas de

força em cada ponto.

E →

E →

E →

E →

E o número de linhas de força por unidade de volume

representa qualitativamente a intensidade do vetor

campo elétrico.

Campo elétrico uniforme

É aquele em que o vetor campo elétrico é o mesmo

em todos os pontos.

As linhas de força de um

campo elétrico uniforme

são retas paralelas

igualmente espaçadas e

de mesmo sentido.

Campo elétrico de uma carga

pontual

O vetor campo elétrico num ponto P, situado a uma

distância d da carga, tem intensidade E que

depende do meio onde a carga se encontra.

P

Q

d

E = k . |Q|

d2

Campo elétrico de uma carga

pontual

Se Q for positiva o vetor campo elétrico é de

afastamento.

P

+ Q

E →

Se Q for negativa o vetor campo elétrico é de

aproximação.

P

- Q

E →

Exemplo 03

Considere uma carga Q, fixa, de – 5 . 10-6 C, no vácuo

onde ko = 9 . 109 Nm2/C2.

a) Determine o campo elétrico criado por essa carga

num ponto A localizado a 20 cm da carga;

b) Determine a força elétrica que atua sobre uma

carga q = 4 . 10-6 C colocada no ponto A.

Exemplo 03

a)

E = Ko . |Q|

d2

E = 9 . 109 . 5 . 10-6

(2 . 10-1)2

E = 45 . 103

4 . 10-2

E = 11,25 . 105 N/C

ou E = 1,125 . 106 N/C

Exemplo 03

b)

E = F .

|q|

1,125 . 106 = F .

4 . 10-6

F = 1,125 . 106 . 4 . 10-6 F = 4,5 N

Campo elétrico gerado por várias

cargas elétricas

+

QA

+

QB

P

EB →

dA

dB

EA →

ER →

ER = EA + EB

→ → →

Exemplo 04

Determine a intensidade do campo elétrico resultante

no ponto P, sabendo que ele foi gerado exclusivamente

pelas duas cargas elétricas da figura.

Temos ainda: Q1 = + 6,0pC; Q2 = + 2,0pC; K0 = 9,0 .

109 unidade no SI.

10 cm 10 cm

Q1 Q2

Exemplo 04

E1 = Ko . |Q| = 9 . 109 . 6 . 10-9 = 54 = 54 . 102 N/C

d2 (10-1)2 10 -2

10 cm 10 cm

Q1 Q2

E1 →

E2 →

E2 = Ko . |Q| = 9 . 109 . 2 . 10-9 = 18 = 18 . 102 N/C

d2 (10-1)2 10 -2

ER = E1 – E2 = 54 . 102 - 18 . 102 = 36 . 102 N/C

ER →

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