Campos Elétricos - Física

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Campos Elétricos 
Disciplina: Física 
O campo elétrico é um campo vetorial já que consiste em uma distribuição de 
vetores, um para cada ponto de uma região em tomo de um objeto eletricamente 
carregado, como um bastão de vidro. É definido pela equação 𝐸 =
𝐹
𝑞0
 , onde F é a força 
eletróstatica que age sobre a carga q0, que é positiva e chamada de carga de prova. A 
unidade de campo elétrico no SI é o newton por coulomb (N/C). Embora seja usada 
uma carga de prova para definir o campo elétrico produzido por um objeto carregado, o 
campo existe independentemente da carga de prova. 
A relação entre as linhas de campo e os vetores de campo elétrico é a seguinte: 
(1) em qualquer ponto, a orientação de uma linha de campo retilínea ou a orientação da 
tangente a uma linha de campo não retilínea é a orientação do campo elétrico E nesse 
ponto; (2) as linhas de campo são desenhadas de tal forma que o número de linhas por 
unidade de área, medido em um plano perpendicular às linhas, é proporcional ao 
módulo de E. Assim, E tem valores elevados nas regiões em que as linhas de campo 
estão mais próximas e valores pequenos nas regiões em que as linhas de campo estão 
mais afastadas. 
O módulo do campo elétrico produzido por uma carga pontual q a uma distância 
r da carga é dado por 𝐸 =
1
4𝜋𝜀0
𝑞
𝑟2
𝑟. Dipolo elétrico é a configuração na qual se tem duas 
partículas carregadas de módulo q e sinais opostos, separadas por uma distância d. O 
produto qd, que envolve os dois parâmetros q e d que definem o dipolo, é o módulo p de 
uma grandeza conhecida como momento dipolar elétrico p do dipolo. Dessa maneira, 
temos a equação: 𝐸 =
1
4𝜋𝜀0
𝑝
𝑧3
. O campo elétrico de um dipolo diminui mais rapidamente 
com a distância que o campo elétrico produzido por uma carga isolada. A razão para 
essa diminuição mais rápida do campo elétrico no caso de um dipolo está no fato de 
que, à distância, um dipolo se comporta como um par de cargas elétricas de sinais 
opostos que quase se cancelam; assim, os campos elétricos produzidos por essas cargas 
em pontos distantes também quase se cancelam. 
Quando lidamos com distribuições contínuas de cargas, é conveniente expressar 
a carga de um objeto em termos de uma densidade de cargas em vez da carga total. O 
campo elétrico produzido por ela pode ser calculado tratando delementos de carga como 
cargas pontuais e somando, por integração, os campos elétricos produzidos por todos os 
elementos de carga. Uma partícula carregada quando está na presença de um campo 
elétrico produzido por cargas estacionárias ou que estejam se movendo lentamente. O 
que acontece é que a partícula é submetida a uma força eletrostática dada por: : 𝐹 = 𝑞𝐸, 
em que q é a carga da partícula (incluindo o sinal) e E é o campo elétrico produzido 
pelas outras cargas na posição da partícula. 
Definimos o momento dipolar elétrico p de um dipolo elétrico como um vetor 
que aponta da carga negativa para a carga positiva do dipolo. As forças que agem sobre 
as extremidades do dipolo produzem um torque τ em relação ao centro de massa, que é 
dado pela equação 𝜏 = 𝑝 𝑥 𝐸. A energia potencial do dipolo depende da orientação do 
dipolo em relação ao campo: 𝑈 = −𝑝 𝑥 𝐸. Quando p é perpendicular a E a energia 
potencial é nula, quando p e E estão alinhados e apontam no mesmo sentido ela é 
mínima. Entretanto, quando p e E estão alinhados e apontam no sentido oposto ela é 
máxima.