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Aula 03 – Campo Elétrico Professor: Hugo Rodrigues Vieira Disciplina: Eletricidade e Magnetismo Curso: Engenharia Elétrica • Campos Elétricos • O vetor intensidade de campo elétrico E é dado pela força por unidade de carga imersa nesse campo elétrico. • Assim: • Ou simplesmente: A intensidade do campo elétrico E está, obviamente, na mesma direção da força F, e é medida em Newtons/Coulomb ou em Volts/Metro. A intensidade de campo elétrico em um ponto cujo vetor posição é r, devido a uma carga pontual localizada em r´, é obtida a partir da equação: Para N cargas pontuais Q1, Q2,....Qn, localizadas em r1, r2,....rn, a intensidade de campo elétrico no ponto r é obtida pela equação: • Exemplo 3.1: Calcule o campo E que atua na origem devido a uma carga pontual de 64,4nC localizada em (-4,3,2). • Exemplo 3.2: Calcule o campo E em (0,0,5) devido às cargas Q1=0,35µC em (0,4,0) e Q2=-0,55µC em (3,0,0). • Campos elétricos de distribuições contínuas de cargas Até agora temos considerado somente forças e campos elétricos de cargas pontuais; isto é, essencialmente cargas que ocupam um pequeno espaço físico. É também possível termos distribuições contínuas de cargas ao longo de uma linha, sobre uma superfície ou em um volume. Tomaremos por ƿL , ƿS e ƿV pelas densidades de carga linear, superficial e volumétrica respectivamente. O elemento de carga dQ e a carga total Q associados a tais distribuições são obtidos por: A intensidade de campo elétrico devido a cada uma dessas distribuições ƿL , ƿS e ƿV , pode ser obtida a partir da soma das contribuições elementares de campo devido a cada um dos numerosos pontos de carga que constituem a distribuição. Dessa forma, substituindo Q na equação do campo elétrico pela carga elementar dQ= ƿLdl , ƿSds ou ƿVdv e integrando teremos: • A linha de Carga Se a carga está distribuída com densidade uniforme ƿL ao longo de uma linha reta infinita, (pode ser em qualquer lugar do espaço), no nosso caso particular escolheremos o eixo z, então o campo será dado por: • Exemplo 3.3: Sobre o filamento descrito por x=2 e y=-4 há uma distribuição uniforme de carga com ƿL = 20nC/m. Calcule o campo elétrico para o ponto (-2,-1,4). • Exemplo 3.4: De acordo com a figura há duas distribuições de carga com densidade ƿL = 4nC/m situadas no plano x=0 e y=+-4. Calcule E no ponto (4,0,10). • EPC 01: Duas configurações lineares, com densidades iguais ƿL = 5nC/m, são paralelas ao eixo x, uma em z=0, y=-2, e outra em z=0 e y=4. Calcule o campo elétrico em (4,1,3). – Resposta: E = 30az [V/m] “Não se preocupe com as suas dificuldades em Matemática. Eu posso lhe assegurar que as minhas são ainda maiores.” - Albert Einstein
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