2. Campos elétricos e magnéticos
Primeiramente temos que ter noção do significado
físico de CAMPO.
Um campo é uma região espacial não material em
torno de um corpo ou substância que influência as
interações com outros corpos em cada ponto do espaço e
instante do tempo.
A interação de um campo pode ser vetorial (campo
gravitacional, elétrico, magnético,...) ou não (campo visual,
térmico).
Um objeto pode comunicar-se a outro sem encostar
no mesmo, a partir de uma força.
Ação à Distância
3.
4. Campos elétricos e magnéticos
Chamamos de Campo
Elétrico (E) a região do
espaço gerada ao redor de
uma pequena carga
eletrizada (Q), e que
transmite a todo o espaço a
informação da existência de
um corpo eletrizado.
Um campo magnético (B)
consiste num campo criado por ação
de correntes elétricas (cargas
eletrizadas em movimento) ou em
torno de um ímã.
6. Linhas de Campo
As Linhas de campo elétrico podem ser usadas para esboçar os
campos elétricos. Em cada ponto a linha de campo tem a mesma direção
e sentido do campo elétrico naquele ponto. Onde as linhas são mais
densas o campo elétrico é mais intenso. As linhas de campo saem das
cargas positivas e chegam às cargas negativas.
7. Vetor campo elétrico
O vetor define como é o campo elétrico em um ponto, ou seja,
o campo elétrico é uma grandeza vetorial.
8. Conceito de Carga de Prova: Muitas vezes é conveniente fazer
o uso de uma carga elétrica fictícia chamada carga de prova ou de
teste. Esta carga é semelhante a uma carga real, exceto em um
aspecto: por definição, ela não exerce força em outras cargas;
portanto, não perturba as cargas das vizinhanças.
Em situações práticas, uma carga de prova pode ser
aproximada por uma carga de intensidade desprezível.
Para provar a existência de um campo
elétrico, lançamos mão de uma carga de prova.
Dizemos que existe um campo
elétrico em um ponto qualquer do
espaço quando uma carga de prova,
se colocada no ponto, sofre a ação de
uma força elétrica.
9. Gerado por uma carga positiva Gerado por uma carga negativa
Conclusão Importante
q > 0 F e E têm mesma direção e sentido
q < 0 F e E têm mesma direção e sentido opostos
10. Para se quantizar campo elétrico gerado por uma
carga elétrica em um ponto do espaço, devemos nos
lembrar que o campo elétrico é uma grandeza
vetorial, assim teremos que definir sua Direção, seu
Sentido e sua Intensidade (Módulo).
11. A Intensidade do campo elétrico pode ser definida
de dois modos.
O primeiro modo é em relação da interação com a carga de prova.
Quando uma carga de prova q é colocada em um ponto do
espaço e sofre a ação de uma força F, dizemos que a razão entre F e q
é igual ao módulo do campo elétrico E naquele ponto.
d
+
Q
E
F
+
q
d
+
Q
E
F
-
q
E =
F
|q|
Unidade: No Sistema
Internacional o campo
elétrico é medido em
Newton/Coulomb (N/C).
Uma outra unidade é o
Volt/metro (V/m).
12. Também é possível determinar o campo elétrico num ponto do
espaço, mesmo sem conhecer ou existir a carga de prova q.
Para que haja campo elétrico, é necessária a presença de uma
única carga elétrica, fixa, independentemente de existir ou não carga
elétrica de prova.
Fixando uma distância d, o
módulo do campo elétrico é
diretamente proporcional ao valor da
carga Q, geradora do campo e
inversamente proporcional ao
quadrado da distância d entre a
carga Q e o ponto determinado.
E =
|Q|
d2
k
14. Campo Elétrico Produzido Por várias
Cargas Puntiforme
O campo elétrico resultante em um ponto qualquer, produzido por várias
cargas, é obtido fazendo-se, a soma vetorial dos campos produzidos pelas
cargas individuais, naquele ponto. Isso é conhecido como principio da
superposição.
3
2
1 E
E
E
ER
=
Para calcular o campo elétrico
resultante, valem todos os casos
particulares estudados para adição de
vetores:
15. Campo elétrico uniforme
Um campo elétrico é uma região do espaço onde o vetor representativo
do campo (Ē) tem, em todos os pontos a mesma direção, o mesmo sentido e o
mesmo módulo.
Num campo elétrico uniforme, as linhas de força são sempre retilíneas,
paralelas entre si e distanciadas igualmente.
+
+
+
+
+
+
+
+ E
E
E
E
A
B
C
D
x
x
x
x
potencial
positivo
potencial
negativo
17. Campo Elétrico de Condutores Eletrizados
A carga elétrica adquirida por um condutor fica distribuída em sua
superfície quando ele estiver em equilíbrio eletrostático enquanto o vetor
campo elétrico é perpendicular à superfície deste condutor.
Se o condutor eletrizado estiver em equilíbrio eletrostático, o
campo será nulo em todos os pontos de seu interior.
Blindagem
Eletrostática
18. Esfera Condutora
d - distância do centro da
esfera ao ponto considerado na parte
externa.
Q - carga da esfera, que se
comporta como uma carga
puntiforme no centro da mesma.
O campo
elétrico é nulo, pois a
carga em excesso
localiza-se na
superfície externa.
Ei = 0
No interior Na superfície
2
2
1
R
Q
k
Es
=
Nas proximidades
da superfície:
2
R
Q
k
Eprox
=
Para os pontos externos:
2
d
Q
k
Eprox
=
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ + + +
P
Q
d
E
