Campo elétrico e sua relação com a força elétrica

Transcrição

1 Campo elétrico e sua relação com a força elétrica

2 Relembrando... A LEI DE COULOMB

3 PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO A força com a qual duas cargas interagem não é modificada pela presença de uma terceira. Em outras palavras, se uma carga está em presença de outras cargas elétricas, a força resultante sobre ela é a soma vetorial das forças exercidas por cada uma das cargas em separado.

4 CAMPO ELÉTRICO Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por sistemas delas. Cargas elétricas colocadas num campo elétrico estão sujeitas à ação de forças elétricas, de atração e repulsão.

5 VETOR CAMPO ELÉTRICO Por ser o Campo Elétrico um campo vetorial, temos associado a cada ponto do espaço um vetor Campo Elétrico, cuja definição é a seguinte: Unidade de E: N/C

6 VETOR CAMPO ELÉTRICO Os vetores F e E possuem a mesma direção. O sentido será determinado pelo sinal da carga de prova: Carga positiva (+), F e E terão o mesmo sentido, Carga negativa (-), F e E terão sentidos contrários. É importante saber que o vetor campo elétrico num ponto NÃO depende do valor da carga de prova q. Se tomarmos diferentes cargas, verificamos a ação de diferentes forças, porém a relação entre a força e a carga permanece a mesma para cada ponto

7 CAMPO ELÉTRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME FIXA Analisando o campo elétrico gerado por uma carga puntiforme, vemos que sua direção será radial, ou seja, como se a carga estivesse localizada no centro de um círculo de raio d. Seu sentido é apontando para fora das cargas positivas e para dentro das cargas negativas.

8 CAMPO ELÉTRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME FIXA Seu módulo pode ser calculado utilizando-se a Lei de Coulomb: Os vetores F e E possuem a mesma direção.

9 LINHAS DE FORÇA A cada ponto de um campo elétrico associa-se um vetor E. A representação gráfica de um campo elétrico consiste em utilizar as linhas de forças. Linhas de forças são linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos, orientadas no sentido do vetor campo. Onde houver maior densidade de linhas, o campo será mais intenso.

10 LINHAS DE FORÇA As figuras a seguir mostram linhas de força de alguns campos elétricos particulares:

11 CAMPO ELÉTRICO UNIFORME É o campo elétrico onde o vetor E é o mesmo em todos os pontos. Assim, em cada ponto do campo, o vetor E tem a mesma intensidade, a mesma direção e o mesmo sentido. As linhas de força de um campo elétrico uniforme são retas paralelas igualmente espaçadas e todas com o mesmo sentido.

12 CONDUTOR ELETRIZADO Em um condutor eletrizado, os portadores de carga elétrica livres se concentram em sua superfície externa, graças à repulsão que sofrem entre si. Assim não há cargas elétricas em excesso no interior do condutor, fazendo com que o Campo Elétrico seja sempre nulo no interior do condutor. Isso faz com que uma pessoa dentro de uma estrutura metálica não seja afetada se uma descarga elétrica atinge a estrutura, como um avião, por exemplo. Esse efeito é chamado de blindagem eletrostática ou Gaiola de Faraday.

13 Trabalho no campo elétrico Em um campo eletrico uniforme, a diferença de potencial entre dois pontos nesse campo vale V = VB-VA. O campo realizará um trabalho sobre uma carga elétrica para movê-la de um ponto ao outro, Esse trabalho vale, em joules.