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1 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ 1.1.3 Campo Elétrico Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas. E usando esta analogia, podemos encontrar: Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova(q) e a própria carga de prova (q), ou seja: 2 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ Campo Elétrico Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q. 3 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ Campo Elétrico 4 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ Já uma carga de prova, para os fins que nos interessam, é definida como um corpo puntual de carga elétrica conhecida, utilizado para detectar a existência de um campo elétrico, também possibilitando o cálculo de sua intensidade. Vetor Campo Elétrico Voltando à analogia com o campo gravitacional da Terra, o campo elétrico é definido como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora Q e a carga de prova q e com mesmo sentido se q>0 e sentido oposto se q<0. 5 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ Ou seja: A unidade adotada pelo SI para o Vetor Campo Elétrico é o N/C (Newton por Coulomb). Interpretando esta unidade podemos concluir que o campo elétrico descreve o valor da força elétrica que atua por unidade de carga, para as cargas colocadas no seu espaço de atuação. O campo elétrico pode ter pelo menos quatro orientações diferentes de seu vetor devido aos sinais de interação entre as cargas, quando o campo é gerado por apenas uma carga, estes são: 6 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ Quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0), os vetores força e campo elétrico têm mesma direção, mas sentidos opostos, e quando a carga de prova tem sinal positivo (q>0), ambos os vetores têm mesma direção e sentido Já quando a carga geradora do campo tem sinal positivo (Q>0), o vetor campo elétrico tem sentido de afastamento das cargas e quando tem sinal negativo (Q<0), tem sentido de aproximação, sendo que isto não varia com a mudança do sinal das cargas de provas. 7 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ QUESTÕES PROPOSTAS: 1) Uma carga de prova q=+2.10 -9 C é colocada num ponto P... A equação é usada para calcular o módulo do campo elétrico nas proximidades de uma corpo carregado com dimensão física desprezível chamada de carga puntiforme. No entanto, ela também pode ser utilizada para calcular a intensidade do campo elétrico nas proximidades de um tipo particular de corpo extenso. Este corpo extenso para o qual esta equação poderia ser aplicada seria: a) um corpo sólido condutor com o formato de cubo de aresta d; b) um corpo oco condutor no formato de cilindro de raio R a uma distância d do centro; c) uma esfera condutora de raio R a uma distância d do centro; d) um paralepípedo condutor de dimensões d1 , d e d3 ; e) um corpo sólido com o formato de um cone de raio da base d e altura h. 20 d Q kE 8 ELETRICIDADE APLICADA – PROF. SÉRGIO QUEIROZ QUESTÕES PROPOSTAS: 3) Determine a intensidade do campo elétrico resultante no ponto P, sabendo que ele foi gerado exclusivamente pelas duas cargas elétricas da figura. Temos ainda: Q1 = +9,0 nC; Q2 = +4,0 nC; unidades no SI; o meio é vácuo K0 = 9,0 . 10. Resposta: ER = 0 N/C