Campo Elétrico

Salve, mentes ávidas!

Campo Elétrico

Definição e Considerações Iniciais:

Chamamos de Campo Elétrico uma região no espaço em volta de um corpo eletrizado ou carga elétrica, que provoca a alteração nesse espaço e que pode ser comprovado por uma carga de prova.

Segundo Bonjorno e Clinton “existe uma região de influência de carga Q onde qualquer carga de prova q, nela colocada, estará sob a ação de uma força de origem elétrica. A essa região chamamos campo elétrico”

 

O Campo Elétrico é uma propriedade exclusiva da Carga Geradora (Q) e a Carga de Prova (q) serve somente para investigar as características desse Campo Elétrico, assim como sua existência ou não.

Uma das principais características da carga elétrica, se não a principal é a sua capacidade de interagir com outras cargas elétricas, e o Campo Elétrico serve de mediador dessa interação.

Vetor Campo Elétrico:

A imagem acima irá nos ajudar a entender o conceito de Vetor Campo Elétrico.

Considere a Carga Geradora (Q) criando em torno de si um Campo Elétrico. Colocando-se num ponto P dessa região uma Carga de Prova Q, esta fica sujeita a uma Força Elétrica F, que dependendo do sinal de Q e também de q, pode ser uma força de atração ou repulsão.

Logo, definimos Vetor Campo Elétrico como:

Onde:

·       E é o vetor campo elétrico;

·       F é a força elétrica;

·       q é carga de prova;

O Campo Elétrico sendo uma grandeza vetorial, implica que para o definirmos bem é necessário conhecer sua intensidade (módulo), direção e sentido.

·       Intensidade: é calcula pela equação acima  e a unidade de medida no SI é newton/coulomb (N/C);

·       Direção: o vetor campo elétrico tem a mesma direção da força elétrica;

·     Sentido: 1º - Se q > 0, o vetor campo elétrico e a força elétrica têm o mesmo sentido. 2º - Se q < 0, o vetor campo elétrico e a força elétrica têm sentidos opostos.

Aplicando o Conhecimento:

1.   Um campo elétrico apresenta em um ponto P de uma região a intensidade de 6 x 10⁵ N/C, direção horizontal e sentido da esquerda para a direita. Determine a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua sobre uma carga puntiforme q, colocada no ponto P, nos casos:

a)    q = 2µC

b)    q = -3µC

Resolução:

Alternativa A:

·       Intensidade: F = q . E ⸫ F = 2 x 10^-6 . 6 x 10⁵ = 12 x 10^-1 = 1,2 N;

·       Direção: Horizontal;

·       Sentido: Da esquerda para a direita;

Alternativa B:

·       Intensidade: F = q . E ⸫ F = 3 x 10^-6 . 6 x 10⁵ = 18 x 10^-1 = 1,8 N;

·       Direção: Horizontal;

·       Sentido: Da direita para a esquerda;

Campo Elétrico de Uma Carga Puntiforme:

Considere uma carga puntiforme Q, fixa, no vácuo, criadora de um campo elétrico. Uma carga de prova q colocada num ponto P desse campo fica sujeita a uma força elétrica cuja a intensidade, pela lei de Coulomb é:

Por definição, a intensidade do verto campo elétrico E no ponto P é:

Analisando a expressão, concluímos que o vetor campo elétrico em um ponto independe da carga de prova nele colocada.

 

(Expressão para calcular o campo elétrico de uma carga puntiforme)

Aplicando o Conhecimento:

Uma carga Q = - 4µC, fixa, encontra-se no vácuo. Determine a intensidade do campo elétrico num ponto P situado a 20 cm da carga.

Resolução:

Dados: Q = - 4µC = - 4 x 10^-6 C.  d = 20 cm = 0,2 m

 

E = 9 x 10⁹ . 4 x 10^-6 / (0,2)² 

E = 36 x 10³ / 0,04 

E = 900 x 10³ = 9 x 10⁵ N/C