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CAMPO ELÉCTRICO ? Há um campo de forças no espaço que rodeia
um corpo quando, colocando em qualquer ponto desse espaço envolvente outro corpo, este é actuado por forças.
? Todos os corpos e partículas criam campos de forças no espaço À sua volta – propriedade geral da matéria
O campo eléctrico é uma região onde cargas em repouso carregadas electricamente sofrem a
influência da lei de Coulomb.
? O campo eléctrico de uma carga negativa aponta na direcção da carga.
? O campo eléctrico
de uma carga negativa aponta na direcção da carga.
Carga prova
Campo criado pela carga Q
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Linhas de Força (campo)
São entidades conceptuais, como linhas que imaginamos tangentes aos vectores campo em cada ponto, têm algumas propriedades singulares:
? Por cada ponto passa só uma linha de campo ? O potencial decresce ao longo e no sentido das
linhas de campo ? As linhas de força nunca se interceptam
Linhas de campo eléctrico para objectos com cargas eléctricas Puntiformes
Linhas de campo eléctrico para objectos com cargas eléctricas iguais em módulo mas sinais contrários
3/9
e do mesmo sinal
4/9
Linhas de campo eléctrico para objectos com cargas eléctricas desiguais
Campo eléctrico
visualizado através de vectores.
Campo eléctrico visualizado através das linhas de força
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Campo gravítico versus campo electrostático
Campo eléctrico no ponto P num sistema constituído por n cargas
Campo Gravitacional criado por uma massa mc
urm
G c ??2??G
onde:
O vector G?
? é centrípeto porque 02
??rm
G c
? constante gravitacional G=6,67x10-11 [Nm-2Kg-2]
Campo electrostático criado por uma carga Qc
urQ
kE c ??2?
onde:
O vector E?
? é centrípeto ou centrífugo
conforme se verificar
00
00
2
2
???
???
rQ
kQ
rQ
kQ
cc
cc
? constante eléctrica
? ?mFk 19
0
1094
1 ????? ?
????
??n
ii
i
i
i
n
ip u
dQ
EE1
21 4
1 ???
??
6/9
Potencial electrostático (eléctrico)
? num dado ponto P corresponde ao trabalho realizado pelo campo eléctrico para deslocar a carga (unitária e positiva) desde esse ponto até ao infinito
QW
V PP
??? [V=J.C-1]
? Esta definição fundamenta-se na convenção que
considera nulo o potencial em pontos infinitamente afastados: V? =0
? Diferença de potencial entre A e B (VAB):
VAB=VA-VB
? ??
????
??
???????
?????
gradVsV
EEdsQW
VEdsQW
QEdsWQEFdsFW?
?
ou
então como
? zzyyxxzyx uEuEuEuzV
uyV
uxV
VE????????
?????
???
???
?????
? A superfície para a qual V=constante, i.e., a
função potencial tem o mesmo valor chama-se de superfície equipotencial.
? Superfície equipotencial é ? ás linhas de força.
7/9
Campo eléctrico uniforme na região situada entre duas placas condutoras
Superfície equipotencial
Linhas de força
8/9
???
?
EdrVrq
E??41
? ??
? drr
qV
2
14?? ? r
qV
??41
?
Carga positiva Princípio da sobreposição
??
? ????
????
??????
n
i i
i
n
nn r
QrQ
rQ
rQ
rQ
V13
3
2
2
1
11 4
1...4
1????
Energia eléctrica de um sistema de cargas pontuais -> Prof. Dias Pereira
Carga negativa
0
0
9/9
Intensidade Campo eléctrico e potencial eléctrico devido a uma esfera carregada electricamente
No interior do condutor não existe campo eléctrico, de modo que não se precisa de efectuar trabalho para deslocar a carga de prova para o interior do condutor. Assim o trabalho necessário para trazer a carga de prova do infinito até à superfície do condutor é igual ao trabalho necessário para trazer a carga até qq ponto do interior.
A intensidade de campo eléctrica: ? Dentro da esfera é zero ? Fora da esfera é calculada
considerando a carga eléctrica como localizada no centro da esfera
? Em qualquer ponto, P, fora da esfera é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre esse ponto, P, e o centro da esfera.