Resumo de fisica: Campo elétrico

CAMPO ELETROSTÁTICO GERADO POR PORTADOR DE CARGA ELÉTRICA:

1. DEFINIÇÃO:

A) CAMPO ELÉTRICO É A REGIÃO DO ESPAÇO MODIFICADA PELA PRESENÇA DE UM CORPO QUE POSSUI CARGA ELÉTRICA, OU SEJA, É UMA ‘PROMESSA DE FORÇA’ PARA CARGAS VISITANTES.

B) CAMPO ELÉTRICO É A REGIÃO DO ESPAÇO QUE OFERECE FORÇA E ENERGIA POTENCIAL ELETROSTÁTICA PARA OS CORPOS COM CARGA QUE VISITEM ESSE CAMPO.

C) A CARGA QUE CRIA O CAMPO ELÉTRICO É CHAMADA CARGA MÃE, CARGA CRIADORA OU GERADORA, OU CARGA FIXA; A CARGA ELÉTRICA QUE VISITA O CAMPO, QUE SOFRE A AÇÃO DO CAMPO, É CHAMADA DE CARGA DE PROVA, CARGA MÓVEL OU CARGA REATORA.

D) O CAMPO ELÉTRICO É INFINITO, ISTO É, AGE EM TODO O ESPAÇO, MAS DEPENDENDO DA DISTÂNCIA A intensidade FICA TÃO PEQUENA QUE AS FORÇAS GERADAS SÃO DESPREZÍVEIS.

E) O CAMPO ELÉTRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME DEPENDE DO MEIO ONDE ELA ESTÁ INSERIDA, DA CARGA MÃE QUE O CRIOU, E DA DISTÂNCIA DO PONTO DE ANÁLISE ATÉ A CARGA MÃE.

F) O CAMPO SE comporta COMO SE DESCREVESSE AS EQUIVALÊNCIAS ABAIXO:

ESPAÇO = VAZIO;

ESPAÇO + CARGA ELÉTRICA CRIADORA = CAMPO ELÉTRICO

CAMPO ELÉTRICO + CARGA ELÉTRICA DE PROVA = FORÇA ELÉTRICA

ESPAÇO VAZIO CAMPO ELÉTRICO FORÇA ELÉTRICA

CAMPO ELÉTRICO GERADO POR CARGAS PUNTIFORMES E LINHAS DE CAMPO OU DE FORÇA: DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES:

1. CAMPO ELÉTRICO GERADO POR CARGAS PUNTIFORMES:

Cada carga elétrica de dimensões desprezíveis gera um campo elétrico que é diretamente proporcional à constante eletrostática do meio, à carga elétrica geradora e inversamente proporcional à distância do ponto estudado até a carga geradora, e é também, uma promessa de força, na medida que também representa a força elétrica por carga que aparece quando uma carga móvel visita o campo:

Diagrama, Esquemático

Descrição gerada automaticamente Uma imagem contendo objeto, relógio

Descrição gerada automaticamente

2. LINHAS DE CAMPO OU DE FORÇA: DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES:

DEF: As linhas de força ou linhas de campo são um conjunto de linhas que sempre nasce na carga positiva e morre na carga negativa, e que são sempre tangentes ao campo elétrico na região e representam também as possíveis trajetórias que partículas abandonadas nesse campo elétrico fariam, após interação com a(s) carga(s) fixa(s).

PROPRIEDADES DAS LF OU LC: NUNCA SE CRUZAM, NUNCA SE FECHAM, SÃO SEMPRE TANGENTES AO VETOR CAMPO ELÉTRICO RESULTANTE E QUANTO MAIS PRÓXIMAS ESTIVEREM, MAIOR É O MÓDULO DO CAMPO E DA CARGA GERADORA:

Campo elétrico – Wikipédia, a enciclopédia livre Campo elétrico: o que é, exemplos, linhas de forças e exercícios

Gráfico de linhas

Descrição gerada automaticamente Gráfico

Descrição gerada automaticamente com confiança média

$E_A$ é menor que $E_C$ que é menor que $E_B$

CAMPO ELÉTRICO GERADO POR CARGAS PUNTIFORMES: PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO:

O vetor campo elétrico resultante ou total em um ponto é a soma vetorial de todos os campos elétricos gerados por partículas carregadas próximas:

Gráfico, Gráfico de radar

Descrição gerada automaticamente

A carga positiva +Q, à esquerda, gera um vetor campo elétrico de afastamento, $E'_{(+) }$ e a carga negativa -Q, à direita, gera um vetor campo elétrico de aproximação à si mesma, $E'_{(-)}$ . Usando a regra do paralelogramo, trançando paralelas e achando o campo elétrico resultante E’, horizontal para a direita, tangente à Linha de Força que passa por P. Para calcular o campo resultante, dá-lhe lei dos Cossenos:

$E' = \sqrt(E'_{(+)}2 + E'_{(-)}2 - 2\cdot E'_{(+)}\cdot E'_{(-)}\cdot cos \beta )$

Carga positiva gerando campo elétrico de afastamento em relação a si mesma e carga negativa gerando campo de aproximação. O campo resultante é a soma vetorial dos três.

O campo elétrico resultante pode ser nulo também e quando isso ocorre qualquer outra carga colocada nesse ponto não ficara sujeita a força elétrica. Muitas vezes chamamos esse ponto de ponto abáxico, termo usado também em campos gravitacionais para situações semelhantes de ausência de força.

CAMPO ELÉTRICO GERADO POR CARGAS PUNTIFORMES: EXEMPLOS:

1. Duas cargas puntiformes idênticas ocupam vértices opostos de um quadrado de lado 3m.

Qual o valor do campo elétrico em um vértice sem partícula carregada? Utilize $K =9\cdot 10^9 N\cdot m^2/C^2$ .

DiagramaDescrição gerada automaticamente

Como as cargas e as distâncias são iguais temos que o campo elétrico de qualquer das cargas, E, de afastamento, vale: $E = \frac{K\cdot [Q]}{d^2}$ logo, temos: $E = \frac{9\cdot 10^9\cdot 4\cdot 10^{-6}}{3^2}= \frac{4\cdot 10^3 N}{C}$ . Para calcular o campo resultante, para nordeste, temos que aplicar o teorema de Pitágoras, pois o triângulo formado é retângulo. Então temos: $E_R = \sqrt(4^2 + 4^2)\cdot 10^3 = \frac{4\cdot \sqrt 2\cdot 10^3 N}{C}$ o que também poderia ter sido calculado lembrando que a diagonal do quadrado é o lado vezes raiz de dois, $d = \sqrt2\cdot L$ .

Lista de Exercícios Resolvidos de Campo Elétrico Gerado por uma Carga Pontual

As cargas sendo positivas geram campos de afastamento no ponto pedido e para encontrar o campo elétrico resultante, temos que fazer a resultante vetorial dos três, o que daria um vetor vertical para baixo. Vejamos um exemplo com resolução analítica:

Gráfico

Descrição gerada automaticamente

A carga positiva de cima cria um campo elétrico de afastamento, para baixo e para a direita e a carga negativa que está embaixo cria um campo de aproximação, para a esquerda e para baixo, gerando um campo resultante total vertical para baixo. Os campos gerados pelas cargas têm o mesmo módulo, pois são as mesmas cargas, distância e meio. Para calcular o resultante temos que fazer a lei dos cossenos...

Fazendo as contas:

$E = \frac{K\cdot [Q]}{d^2}$ e o resultante: E_R = √(E² + E² +2.E.E.cos 120º) = E = K[Q]/d², os ângulos internos são 60º e o ânulo entre os campos, 120º. E repare também no mundo vetorial: E com E resultanto.....E!!! Isso é possível, pois nas operações vetoriais o resultado depende da posição relativa entre os vetores que estamos fazendo a operação.