5 – Campo Elétrico
5.1 – Analogia do campo elétrico com o Campo Gravitacional
Para entendermos o conceito de campo elétrico
façamos uma analogia com o campo gravitacional.
Sabemos que a Terra cria um campo gravitacional
em torno de si e cada ponto desse campo
existe um vetor campo gravitacional g. Assim um corpo colocado num ponto desse
campo fica sujeito a uma força de atração gravitacional chamada Peso.
Com
as cargas elétricas o fenômeno é semelhante, um corpo eletrizado cria em torno
de si um campo elétrico. Cada ponto desse campo é caracterizado por um vetor
campo elétrico E. Qualquer carga colocada num desses pontos ficará submetida a
uma foça elétrica. A grande diferença aqui é que a força poderá ser de atração
ou repulsão.
Para determinarmos o módulo do vetor campo elétrico
podemos recorrer a analogia feita anteriormente com o campo gravitacional.
Sabemos que a aceleração da gravidade local pode ser calculada como sendo a
razão do Peso e da massa de um corpo colocado na região do campo gravitacional.
g = P / m
Portanto o campo elétrico de uma carga de prova q
colocada em um ponto desse mesmo campo será dado pela razão da Força sobre ela
(natureza elétrica) e o valor dessa carga.
Direção
e Sentido:
Direção => É a mesma direção da Força Elétrica.
Sentido => se q > 0, o sentido é o mesmo da força;
Se q < 0, o sentido é o contrário da força.
Unidades
no SI:
q => carga elétrica => Coulomb (C)
F => Força Elétrica => Newton (N)
E => Campo Elétrico => Newton/Coulomb (N/C)
5.2 – Vetor Campo Elétrico
A direção e o sentido do Campo Elétrico depende apenas da carga geradora.
Carga Geradora Positiva possui campo elétrico de afastamento.
Carga Geradora Negativa possui campo elétrico de aproximação.
5.3 – Campo Elétrico gerado por uma carga puntiforme
Consideremos
uma carga puntiforme Q. Colocamos
uma carga de prova q a uma distância
d da carga geradora Q. Imaginando
que as duas cargas são positivas, termos a situação que se segue:
Importante:
Como conseqüência, do
que vimos acima, podemos concluir que o campo elétrico no ponto estudado não
depende da carga de prova e sim da carga que gera o campo
5.4 – Campo Elétrico gerado por Várias cargas puntiformes.
Caso tenhamos mais do que uma carga puntiforme gerando
campo elétrico, como na figura abaixo, o campo elétrico resultante será dado
pela soma vetorial dos vetores campos elétricos produzidos por cada uma das
cargas.
Neste caso o campo resultante no ponto P é a soma vetorial de cada um dos campos elétricos.
5.5 – Campo Elétrico Uniforme.
Um
campo elétrico é chamado uniforme quando o vetor campo elétrico for o mesmo em
todos os pontos desse campo. Este tipo de campo pode ser obtido através da
eletrização de uma superfície plana, infinitamente grande e com uma
distribuição homogênea de cargas.
5.5 – LinHas De Campo (Linhas de Força).
Quando quisermos visualizar
a distribuição de um campo elétrico através do espaço, nós o faremos através do
contorno das suas linhas de força que, por definição, são linhas imaginárias
construídas de tal forma que o vetor campo elétrico seja tangente a elas em
cada ponto. As linhas de força são sempre orientadas no mesmo sentido do campo.
No caso de um campo elétrico
gerado por uma carga puntiforme isolada, as linhas de força serão semi-retas.
A seguir você tem o aspecto do campo elétrico
resultante, gerado por duas cargas puntiformes iguais e positivas.
Se tivermos uma carga positiva próxima de uma carga negativa:
Assistam os vídeos:
Simulando:
Referência de Figuras:
muito bom
ResponderExcluir