Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 O CAMPO ELÉTRICO Matematicamente, o Campo Elétrico é definido como a força de Coulomb por unidade de carga, que podemos escrever como ji ji ji j i r r q krE ˆ )( )( 2∑ ≠ = (1) O índice i significa o campo “sentido” pela carga qi devido a soma de todas as outras cargas, ditas fontes do campo elétrico. Por exemplo, considerando 4 cargas como sendo fontes do campo elétrico sobre a carga q1, escrevemos a equação 1 como +++= 512 51 5 412 41 4 312 31 3 212 21 2 1 ˆ )( ˆ )( ˆ )( ˆ )( )( r r q r r q r r q r r q krE Sobre o campo elétrico E1, devemos pensar da seguinte maneira: a carga q1 estará sujeita a um campo elétrico devido às cargas q2, q3, q4 e q5 como calculado pela equação 1, se a mesma estiver lá, mas o mais importante, é termos em mente que o campo elétrico devidos às 4 cargas, existirá naquela posição, com a mesma intensidade, independente de haver ou não cargas naquela posição. Ou seja, o Campo Elétrico existe em qualquer lugar do espaço, desde que haja cargas. Sua existência independe de termos uma carga de prova para constatá-lo, bastando apenas que existam cargas em algum lugar do espaço, para gerá-lo. 1) O Princípio da Superposição x, m y, m ( i )^ ( j )^ q 1 q 2 q 3 q 4 r^2P r^3P P r^1P r^4P PE 0 2 O Princípio da Superposição assegura que: a intensidade do Campo Elétrico experimentado por uma carga de prova qo, devido a uma coleção de cargas q1, q2, q3, ....qn, independe se calcularmos a intensidade de Campo Elétrico exercido por cada uma e depois somá-los vetorialmente, ou se somarmos todas as cargas e calcularmos um campo somente, devido a esta soma de cargas. Isto significa que o Campo Elétrico de uma carga não interfere com o Campo Elétrico de outra. Isto é o mesmo que dizer que a soma de todos os Campos Elétricos devidos a todas as cargas individuais, pode ser substituído por um único Campo no espaço, gerado por uma distribuição discreta ou contínua de cargas. 2) Linhas de Campo Elétrico Carga Puntiforme Positiva Carga Puntiforme Negativa Cargas Puntiformes Positiva e Negativa + - +- 3 Cargas Puntiformes de sinais iguais e Positivas Cargas Puntiformes de sinais iguais e Negativas É importante salientar que as linhas de campo resultantes de duas ou mais cargas próximas, representa a soma vetorial destas linhas de campo. Esta observação torna-se importante, pois a representação da soma vetorial destas linhas pode nos induzir a pensar + + - - 4 que o campo elétrico de uma carga é influenciado pelo campo de outra carga, o que pelo princípio da superposição, não é possível. Os campos de cada carga continuam inalteráveis; a propriedade física do espaço, associada com a soma vetorial dos campos individuais das cargas, é que modificou. 3) Como devemos ver e entender um Campo Elétrico no espaço As linhas de Campo que emanam das cargas, ajudam bastante na visualização de um Campo Elétrico. No entanto não devemos imaginar que existem setas de campo saindo de ou entrando em cargas elétricas. Devemos entender um Campo Elétrico como uma propriedade física do espaço, quando neste existem cargas elétricas, estejam elas próximas ou muito distantes. Para cargas próximas, entendemos que estas possuem a propriedade de atrair cargas de sinais opostos e repelir cargas de sinais iguais. Se a carga geradora do campo elétrico, estiver muito distante, podemos dizer apenas que uma das propriedades físicas do espaço que estamos considerando, é um Campo Elétrico. Neste caso, só saberemos se a carga (ou distribuição de cargas) geradora de campo é positiva ou negativa, se tivermos duas cargas de prova, de sinais contrários. Uma outra natureza de propriedade física do espaço, surge quando existe um corpo de massa não nula. O espaço passa a ter uma propriedade física gravitacional, capaz de atrair outros corpos de massa não nula. O Campo Elétrico em torno de uma carga puntiforme, deveria ser melhor visualizado, como uma nuvem tridimensional em torno desta, bastante densa próximo à carga e rarefazendo-se à medida que nos afastamos da carga. A densidade de Campo Elétrico é maior próximo à carga elétrica, diminuindo com o inverso do quadrado da distância, ou seja, quanto mais próximos da carga, mais intenso é o campo. A figura a seguir representa esta imagem do Campo Elétrico de uma carga puntiforme, independente do sinal da mesma. 5 Natureza física do Campo Eletrostático, representado geometricamente por Linhas de Campo. 1) Quanto à intensidade de campo: pouco intenso (linhas bastante espaçadas). Bastante intenso (linhas bastante próximas). 2) Quanto à uniformidade e intensidade: Mesma intensidade em todos os pontos do espaço – uniforme – (espaçamento das linhas é constante). uniforme não uniforme 6 Intensidades diferentes em diferentes pontos do espaço (espaçamento das linhas não é constante). Prof. Dinis Gomes Traghetta Ciclo Básico/UP não uniformenão uniforme Região pouco intensa Região bastante intensa
Compartilhar