Prévia do material em texto
Eletrostática
Estudo das Cargas Elétricas em Repouso — Resumo Teórico
1. O que é a Eletrostática?
A eletrostática é a parte da Física que estuda as propriedades e o comportamento das cargas elétricas
quando estão em estado de repouso (ou sem movimentos macroscópicos ordenados). Analisa as forças
que exercem entre si, os campos elétricos que geram e o potencial elétrico a elas associado.
2. A Lei de Coulomb (Força Elétrica)
Formulada por Charles Augustin de Coulomb em 1785, esta lei estabelece que a força de atração ou de
repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes (Q_1 e Q_2) é diretamente proporcional ao produto dos
módulos das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância (d) que as separa.
Expressão Matemática Fundamental:
F = K_0 \cdot �rac{|Q_1 \cdot Q_2|}{d^2}
Onde:
F é a força elétrica (medida em Newtons, N);
Q_1 e Q_2 são os valores das cargas elétricas (em Coulombs, C);
d é a distância entre as cargas (em metros, m);
K_0 é a constante eletrostática do vácuo, cujo valor é: K_0 = 9 imes 10^9 ext{ N}\cdot ext{m}^2/ ext{C}
^2.
3. Campo Elétrico ($ ec{E}$)
O campo elétrico é uma grandeza vetorial que quantifica a modificação produzida no espaço por uma
carga elétrica. Qualquer carga posicionada numa região que possua um campo elétrico sofrerá a ação
de uma força elétrica.
A intensidade do campo elétrico (E) gerado por uma carga puntiforme Q a uma distância �r calcula-se
por:
E = K_0 \cdot �rac{|Q|}{�r^2} Relacionando com a força: F = |q| \cdot E
A unidade do campo elétrico no SI é o Newton por Coulomb (N/C) ou Volt por metro (V/m).
•
•
•
•
Física Geral: Eletrostática Página 1 de 2
Linhas de Força do Campo Elétrico
As linhas de força servem para visualizar o campo elétrico no espaço:
Saem sempre das cargas positivas (vetor campo de afastamento).
Entram sempre nas cargas negativas (vetor campo de aproximação).
4. Trabalho e Potencial Elétrico (V)
Ao contrário da força e do campo elétrico, o Potencial Elétrico é uma grandeza escalar. Mede a energia
potencial elétrica por unidade de carga disponível num determinado ponto do espaço que envolve uma
carga geradora.
Fórmula do Potencial Elétrico num ponto:
V = K_0 \cdot �rac{Q}{�r}
Unidade no Sistema Internacional (SI): Volt (V), onde 1 ext{ V} = 1 ext{ Joule / Coulomb}.
Diferença Importante:
Ao calcular o Potencial Elétrico (V), o sinal da carga Q deve ser incluído na fórmula (ao contrário
da Força e do Campo, onde se usam os módulos). Uma carga positiva gera potenciais positivos, e
uma carga negativa gera potenciais negativos.
Diferença de Potencial (DDP) e Trabalho
Quando uma carga se desloca entre dois pontos com potenciais diferentes (V_A e V_B), o trabalho ( au)
realizado pela força elétrica é independente da trajetória e depende apenas da diferença de potencial
(DDP):
au_{A ighta�r�row B} = q \cdot (V_A - V_B)
5. Capacidade ou Capacitância Elétrica (C)
A capacitância mede a capacidade que um condutor elétrico tem de armazenar cargas elétricas para
uma determinada diferença de potencial. É a base do funcionamento dos **capacitadores** (ou
condensadores), dispositivos cruciais em circuitos eletrónicos.
C = �rac{Q}{V} (Unidade no SI: Farad - F)
•
•
Física Geral: Eletrostática Página 2 de 2
Eletrostática
1. O que é a Eletrostática?
2. A Lei de Coulomb (Força Elétrica)
3. Campo Elétrico ($�ec{E}$)
Linhas de Força do Campo Elétrico
4. Trabalho e Potencial Elétrico (V)
Diferença de Potencial (DDP) e Trabalho
5. Capacidade ou Capacitância Elétrica (C)