Campo elétrico

 

Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas.

Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja:

 

Campo elétrico é um vetor assim vamos estudar a direção sentido e intensidade do campo.

 

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. Por convenção, as linhas de força têm a mesma orientação do vetor campo elétrico, de modo que para campos gerados por cargas positivas as linhas de força são divergentes (sentido de afastamento)  e campos gerados por cargas elétricas negativas são representados por linhas de força convergentes (sentido de aproximação).

Quando se trabalha com cargas geradoras sem dimensões, as linhas de força são representadas radialmente, de modo que:


Que fique claro que o sentido do campo elétrico depende exclusivamente do sinal da carga elétrica.

 

Unidades de campo elétrico.

 

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.

Campo elétrico uniforme

 

Potencial Elétrico

 

Imagine um campo elétrico gerado por uma carga Q, ao ser colocada um carga de prova q em seu espaço de atuação podemos perceber que, conforme a combinação de sinais entre as duas cargas, esta carga q, será atraída ou repelida, adquirindo movimento, e conseqüentemente Energia Cinética.

Lembrando da energia cinética estudada em mecânica, sabemos que para que um corpo adquira energia cinética é necessário que haja uma energia potencial armazenada de alguma forma. Quando esta energia está ligada à atuação de um campo elétrico, é chamada Energia Potencial Elétrica ou Eletrostática, simbolizada por EP.

A unidade usada para a EP é o joule (J).

Pode-se dizer que a carga geradora produz um campo elétrico que pode ser descrito por uma grandeza chamada Potencial Elétrico (ou eletrostático).

De forma análoga ao Campo Elétrico, o potencial pode ser descrito como o quociente entre a energia potencial elétrica e a carga de prova q. Ou seja:

Logo:

A unidade adotada, no SI para o potencial elétrico é o volt (V), em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta, e a unidade designa Joule por coulomb (J/C).

 

Volta nasceu e foi educado em Como, Itália, onde se tornou professor de física na Escola Real em 1774. Sua paixão foi sempre o estudo da eletricidade, e já como um jovem estudante ele escreveu um poema em latim na sua nova fascinante descoberta. De vi attractiva ignis electrici ac phaenomenis inde pendentibus foi seu primeiro livro científico. Apesar de sua genialidade desde jovem, começou a falar somente aos quatro anos de idade.

 

DESAFIOS

 

 

1- 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 = +9,0nC; Q2 = +4,0nC; K0 = 9,0 . 109 unid. SI; o meio é vácuo.  

 

2- (MACKENZIE) Sobre uma carga elétrica de 2,0 . 10-6C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é:  

 

      a) 1,6 . 10-6N/C

      b) 1,3 . 10-5N/C

      c) 2,0 . 103N/C

      d) 1,6 . 105N/C

      e) 4,0 . 105N/C   

 

 

3- (FCC) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela, o campo tem intensidade E=7,2.106N/C. Sendo o meio vácuo onde K0=9.109 unidades SI, determine Q. 

 

      a) 2,0 . 10-4C

      b) 4,0 . 10-4C

      c) 2,0 . 10-6C

      d) 4,0 . 10-6C

      e) 2,0 . 10-2C  

 

 

4- (F. C. M. SANTA CASA) Em um ponto do espaço:  

 

I. Uma carga elétrica não sofre ação da força elétrica se o campo nesse local for nulo.

II. Pode existir campo elétrico sem que aí exista força elétrica.

III. Sempre que houver uma carga elétrica, esta sofrerá ação da força elétrica.   

 

Use: C (certo) ou E (errado).   

 

      a) CCC

      b) CEE

      c) ECE

      d) CCE

      e) EEE

 

5-  Em um ponto P do espaço existe um campo elétrico E horizontal de 5.104 N/C, voltado para a direita.


a) Se uma carga de prova de 1,5. 10-6 C, positiva, é colocada em P, qual será o valor da força elétrica que atua sobre ela?


b) Em que sentido a carga de prova tenderá a se mover, se for solta?

 

6- Uma carga elétrica puntiforme com 4,0 μC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. O campo elétrico nesse ponto P tem intensidade de:


a) 3,0 x 105N/C
b) 2,4 x 105N/C
c) 1,2 x 105N/C
d) 4,0 x 10-6N/C
e) 4,8 x 10-6N/C