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Física III –
Eletromagnetismo e 
eletricidade
DIEGO SANTANA CONCEIÇÃO
Apresentação da matéria
Carga Horária: 60 horas/aula
EMENTA: Carga elétrica. O campo elétrico. A lei de Gauss. Potencial Elétrico. 
Capacitores e dielétricos. Corrente e resistência elétrica. Força eletromotriz e circuitos 
elétricos. O campo magnético. Lei de Ampère. Lei de Faraday. Indutância. Oscilações 
eletromagnéticas. Correntes alternadas.
OBJETIVO GERAL: Fornecer ao aluno condições necessárias para a compreensão dos 
conceitos básicos de carga, campo e potencial elétrico, capacitores e dielétricos, 
corrente e resistência elétrica. 
OBJETIVOS ESPECIFICOS: Fornecer ao aluno as condições necessárias para que seja 
capaz de ler, e compreender, um material técnico-científico, identificar conceitos 
fundamentais, raciocinar sobre as questões científicas e capacita-lo a resolver 
problemas envolvendo os conceitos fundamentais de eletricidade e eletromagnetismo, 
com a solução de problemas aplicados, em particular aqueles da Engenharia Mecânica.
Apresentação da matéria
METODOLOGIA DE ENSINO: Aulas expositivas; Lista de exercícios semanais 
sobre o conteúdo apresentado.
CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
1º Bimestre: Prova escrita: 7,0 pontos; Avaliação multidisciplinar: 2,0 pontos; 
Atividade em sala: 1 ponto
2º Bimestre: Prova escrita: 7,0 pontos; Avaliação multidisciplinar: 2,0 pontos; 
Atividade em sala: 1 ponto
Apresentação da matéria
BIBLIOGRAFIA BÁSICA: 
SADIKU, Matthew N. O. Elementos de eletromagnetismo.5 ed. Porto Alegre: 
Bookman, 2012. 702p.
TIPLER, Paul Allan; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: 
eletricidade e magnetismo. 6. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 
2012. 759p. v2.
YOUNG, Hugh D. et al. Física III: eletromagnetismo. São Paulo: 12.ed.São Paulo: 
Pearson Education do Brasil, 2013. 425p. 
Campos Elétricos
DIEGO SANTANA CONCEIÇÃO
Propriedades das cargas elétricas
Vários experimentos simples demonstram a existência das forças elétricas. Por 
exemplo, após esfregar um balão em seu cabelo, em um dia seco, você ira notar 
que o balão atrai fragmentos de papel. Quando há esse tipo de comportamento, 
dizemos que o material está eletrificado, ou que ele está eletricamente 
carregado. 
Através de uma serie de experimentos, Benjamin Franklin comprovou a 
existência de dois tipos de cargas elétricas (q), conhecidas como positiva e 
negativa.
Os elétrons (-e) são conhecidos por possuírem cargas elétricas negativas.
Os prótons (+e) são conhecidos por possuírem cargas elétricas positivas.
Propriedades das cargas elétricas
Através de vários experimentos, foi possível concluir que, cargas elétricas com o 
mesmo sinal se repelem, enquanto cargas elétricas com sinais diferentes se 
atraem.
Propriedades das cargas elétricas
Lembrando que a carga elétrica (q) pode ser escrita na forma: q=±Ne, onde N é 
um valor inteiro.
Outro fator muito importante que se foi observado, é que em um sistema 
isolado, a carga elétrica é sempre conservada. 
Carga de objetos por indução
Os materiais são classificados de acordo com a capacidade de os elétrons se 
moverem através deles:
Condutores: são aqueles materiais na qual os elétrons estão livres, não estão 
ligados à nenhum átomo e podem se mover livremente. Ex: cobre, alumínio, 
prata, etc.
Isolantes: são aqueles materiais nos quais todos os elétrons estão ligados aos 
átomos e não podem se mover livremente. Ex: vidro, borracha, madeira, etc.
Semicondutores: são aqueles materiais cujas propriedades são uma combinação 
entre os isolantes e os condutores. Ex: silício e germânio.
Lei de Coulomb
Charles Coulomb mediu a intensidade das forças 
elétricas entre os corpos carregados utilizando 
uma balança de torção. A força elétrica entre as 
esferas carregadas faz com que as esferas se 
atraiam, ou se repilam, e o movimento resultante 
ira torcer o fio que está suspenso. Sabendo que o 
torque de restauração do fio torcido é 
proporcional ao seu ângulo de rotação, a medida 
desse ângulo fornece um valor quantitativo da 
força de atração entre as esferas.
Lei de Coulomb
Com base nesse experimento, podemos calcular a força de interação entre as 
cargas através da lei de Coulomb:
𝑭 =
𝒌 𝒒𝟏 |𝒒𝟐|
𝒅²
Onde k é a constante de Coulomb e d é a distancia entre as duas cargas.
𝒌 = 𝟗 ∗ 𝟏𝟎𝟗 𝑵.𝒎2/𝑪²
Lei de Coulomb
Exemplo 1) O elétron e o próton de um determinado átomo estão separados por 
uma distancia de 5,3 ∗ 10−11𝑚. Determine o modulo das forças elétricas entre 
as partículas.
Exemplo 2) Considere três cargas pontuais localizadas 
nos vértices de um triangulo retângulo de lado 
𝑎 = 0,1 𝑚, onde 𝑞1 = 𝑞3 = 5 𝜇𝐶; 𝑞2 = −2 𝜇𝐶. 
Determine a força resultante exercida sobre 𝑞3.
Lei de Coulomb
Exemplo 3) Três cargas pontuais estão localizadas no eixo x. A carga positiva 
𝑞1 = 15 𝜇𝐶 está em 𝑥 = 2 𝑚, a 𝑞2 = 6 𝜇𝐶 na origem e a força resultante sobre 
𝑞3 é zero. Qual é a posição coordenada de 𝑞3?
Lei de Coulomb
Exemplo 4) Duas esferas pequenas e 
idênticas estão carregadas, cada uma 
delas possui massa de 3 ∗ 10−2 𝑘𝑔 e 
encontram-se suspensas em equilíbrio. O 
comprimento L do fio é de 150 𝑚𝑚 e o 
ângulo 𝜃 é de 5°. Determine o modulo da 
carga em cada esfera.
Campo elétrico
Campo Elétrico é um região invisível existente em volta de um corpo que se 
encontra eletrizado, fazendo com que haja as interações e trocas de energia com 
outro corpo também eletrizado.
𝐸 =
Ԧ𝐹
𝑞
ou Ԧ𝐹 = 𝑞𝐸
Campo elétrico
Campo elétrico
Exemplo 5) Uma carga 𝑞1 = +8 𝑛𝐶 está localizada na origem e uma carga 
𝑞2 = +12 𝑛𝐶 está localizada no eixo x em 𝑥 = 4 𝑚. Determine o campo elétrico 
do ponto P, localizado no eixo y em 𝑦 = 3 𝑚.
Exemplo 6) Uma carga +q esta localizada em 𝑥 = 𝑎 e uma segunda carga –q está 
localizada em 𝑥 = −𝑎. Determine o campo elétrico no eixo x em um ponto 
arbitrário, tal que 𝑥 > 𝑎 e, determine o valor limite do campo elétrico para 
𝑥 ≫ 𝑎.