Campo eléctrico

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Um campo eléctrico é o campo de força provocado por cargas eléctricas (electrões, protões ou iões) ou por um sistema de cargas. Cargas eléctricas num campo eléctrico estão sujeitas a uma força eléctrica.

A fórmula do campo eléctrico é dada pela relação entre a força eléctrica F e a carga de prova q:

$\mathbf{E}=\frac{\mathbf{F}}{|q|}$

No SI,

$[E]=\frac{N}{C}\qquad(N/C)$

Índice

1 Vetor campo eléctrico
2 Campo eléctrico devido a uma carga eléctrica
3 Campo eléctrico uniforme
4 Linhas de força
5 Campo elétrico gerado por uma esfera condutora
6 Campo elétrico gerado por várias cargas pontuais
7 Ver também

[editar] Vetor campo eléctrico

Campo eléctrico gerado pela carga Q

O campo eléctrico é uma grandeza vectorial, portanto é representado por um vector. Para determinarmos a sua presença, colocamos uma carga de prova no meio. Se esta ficar sujeita a uma força, dizemos que a região em que a carga se encontra, está sujeita a um campo eléctrico. O vetor campo eléctrico tem sempre a mesma direcção da força a que a carga está sujeita, e o sentido é o mesmo da força, se a carga de prova estiver carregada positivamente (Q > 0), ou contrária à força, se a carga for negativa (Q < 0). O módulo é calculado da seguinte forma:

$\mathbf{E}=\frac{\mathbf{F}}{q}$ onde $|\mathbf{F}|=\frac{K.|Q|.|q|}{d.d}$ (lei de Coulomb)

Substituindo $F \Rightarrow E=\frac{K.|Q|}{d^2}$ (K é a constante dieléctrica do meio)

Nota-se, por essa expressão, que o campo elétrico gerado por uma carga é directamente proporcional ao seu valor, e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

[editar] Campo eléctrico devido a uma carga eléctrica

O campo eléctrico sempre "nasce" nas cargas positivas (vector) e "morre" nas cargas negativas. Isso explica o sentido do vector mencionado acima. Quando duas cargas positivas são colocadas próximas uma da outra, o campo eléctrico é de afastamento, gerando uma região no meio das duas cargas isenta de campo eléctrico. O mesmo ocorre para cargas negativas, com a diferença de o campo eléctrico ser de aproximação. Já quando são colocadas próximas uma carga positiva e uma negativa, o campo "nasce" na primeira, e "morre" na segunda.

[editar] Campo eléctrico uniforme

É definido com uma região em que todos os pontos possuem o mesmo vector campo eléctrico, em módulo, direcção 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 campo elétrico uniforme.

[editar] Linhas de força

As cargas de prova positivas encontram-se em movimento dentro de um campo elétrico. A partir da trajetória dessas cargas, traçam-se linhas que são denominadas linhas de força, que têm as seguintes propriedades:

Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas;
As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico;
Duas linhas de força nunca se cruzam;
A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.

[editar] Campo elétrico gerado por uma esfera condutora

Quando uma esfera está eletrizada, as cargas em excesso repelem-se mutuamente e por isso migram para a superfície externa da esfera, atingindo o equilíbrio eletrostático. Assim, o campo elétrico dentro da esfera é nulo, já que não há uma força que atraia uma carga para dentro do corpo.