Campo elétrico
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O documento descreve o conceito de campo elétrico, que é a região ao redor de uma carga elétrica onde outras cargas sentem força. Um campo elétrico é representado por vetores em cada ponto e depende da intensidade e sinal da carga original. Linhas de força ilustram visualmente a direção e sentido do campo elétrico.
Campo elétrico
- 2. Certamente você já chegou perto do televisor e sentiu seus pêlos ficarem arrepiados? Ou mesmo manuseando sacos de supermercados?
- 3. Isto significa que você sentiu a presença de um campo elétrico.
- 4. Em torno da Terra, devido à sua massa, existe um campo gravitacional, onde a cada ponto associamos um vetor g. Campo elétrico P P
- 5. Campo elétrico Um corpo eletrizado, devido à sua carga elétrica, cria ao seu redor um campo elétrico. Em cada ponto surge um vetor campo elétrico. Q + q F O campo elétrico é uma propriedade influenciada pela presença da carga Q, que não depende da carga de prova q para sua existência.
- 6. Campo elétrico O campo elétrico é a região influenciada pela carga Q, em que qualquer carga de prova q nela colocada estará sob a ação de uma força de origem elétrica.
- 7. Vetor campo elétrico Intensidade: P E = F Unidade S.I.: N/C |q| → → Direção: o vetor E têm a mesma direção do vetor F → → Sentido: depende da carga de prova q > 0, E e F tem o mesmo sentido → → q < 0, E e F tem sentidos opostos → → + P - P F E → → F E → → +
- 8. Exemplo 01 Uma carga positiva Q está fixa em um ponto no espaço como indica a figura abaixo. a) Represente o vetor campo elétrico em cada um dos pontos que estão próximos a carga Q. b) Colocando no ponto P1 uma carga de prova positiva q desenhe o vetor força elétrica neste ponto.
- 10. Exemplo 02 Devido ao campo elétrico gerado por uma carga Q, a carga q = + 2 . 10-5 fica submetida à força elétrica F = 4 . 10-2 N. Determine o valor desse campo elétrico. E = F q E = 4 . 10-2 2 . 10-5 E = 2 . 103 N/C
- 11. 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.
- 12. Linhas de força Campos gerado por cargas positivas têm linhas de força divergentes. Campos gerado por cargas positivas têm linhas de força convergentes.
- 13. Linhas de força
- 14. Linhas de força O campo elétrico é sempre tangente as linhas de força em cada ponto. E → E → E → E → E o número de linhas de força por unidade de volume representa qualitativamente a intensidade do vetor campo elétrico.
- 15. Campo elétrico uniforme É aquele em que o vetor campo elétrico é o mesmo em todos os pontos. As linhas de força de um campo elétrico uniforme são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.
- 16. Campo elétrico de uma carga pontual O vetor campo elétrico num ponto P, situado a uma distância d da carga, tem intensidade E que depende do meio onde a carga se encontra. P Q d E = k. |Q| d2 E = k. |Q| d2
- 17. Campo elétrico de uma carga pontual Se Q for positiva o vetor campo elétrico é de afastamento. P + Q E → Se Q for negativa o vetor campo elétrico é de aproximação. P - Q E →
- 18. Exemplo 03 Considere uma carga Q, fixa, de – 5 . 10-6 C, no vácuo onde ko = 9 . 109 Nm2 /C2 . a) Determine o campo elétrico criado por essa carga num ponto A localizado a 20 cm m da carga; b) Determine a força elétrica que atua sobre uma carga q = 4 . 10-6 C colocada no ponto A.
- 19. Exemplo 03 a) E = Ko . |Q| d2 E = 9 . 109 . 5 . 10-6 (2 . 10-1 )2 E = 45 . 103 4 . 10-2 E = 11,25 . 105 N/C ou E = 1,125 . 106 N/C
- 20. Exemplo 03 b) E = F . |q| 1,125 . 106 = F . 4 . 10-6 F = 1,125 . 106 . 4 . 10-6 F = 4,5 N
- 21. Campo elétrico gerado por várias cargas elétricas + QA + QB P EB → dA dB EA → ER → ER = EA + EB ER = EA + EB → → →
- 22. Exemplo 04 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 = + 6,0pC; Q2 = + 2,0pC; K0 = 9,0 . 109 unidade no SI. 10 cm 10 cm Q1 Q2
- 23. Exemplo 04 E1 = Ko . |Q| = 9 . 109 . 6 . 10-9 = 54 = 54 . 102 N/C d2 (10-1 )2 10-2 10 cm 10 cm Q1 Q2 E1 → E2 → E1 = Ko . |Q| = 9 . 109 . 2 . 10-9 = 18 = 18 . 102 N/C d2 (10-1 )2 10 -2 ER = E1 – E2 = 54 . 102 - 18 . 102 = 36 . 102 N/C ER →
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