Campo Elétrico e Carga Elétrica

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FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL III 
CAP 2 – CAMPO ELÉTRICO 
 
ENGENHARIA CIVIL 
Prof. Dr. Jefferson Vilhena 
CARGA ELÉTRICA PONTUAL 
 
• Considere uma carga fixa Q positiva colocada em um ponto (x’, y’,z’) 
em uma região do espaço 
• Esta carga irá gerar um campo elétrico e, ao colocarmos uma carga 
de prova q no ponto P, esta ficará sujeita a uma força elétrica de 
repulsão no ponto. 
 
• A partir da lei de Coulomb, a força de interação entre duas cargas (Q 
e q) separadas por uma distância , escrita como: 
CARGA ELÉTRICA PONTUAL 
• Tanto a força elétrica como o campo elétrico obedecem a uma lei do 
inverso do quadrado da distância. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• A força elétrica e o campo elétrico ficam mais enfraquecidos quando 
consideramos distâncias maiores entre cargas e entre os pontos mais 
afastados da carga elétrica, respectivamente. 
 
 
CARGA ELÉTRICA PONTUAL 
• 1) A intensidade de campo elétrico, originado por uma carga 
puntiforme no vácuo, em função da distância à carga, é dada de 
acordo com o gráfico. Qual o valor da carga que origina o campo 
elétrico?. Considere K = 9·109 N·m²/ C². 
 
 
 
 
• 2) Duas cargas elétricas pontuais, Q1=4 µC e Q2=9 µC, estão situadas a 
30 cm uma da outra, sobre uma reta r, no vácuo. Determine as 
características do vetor campo elétrico resultante. 
• a) No ponto médio M entre as duas cargas. 
• b) Num ponto P situado a 10 cm da carga Q1 sobre a reta r, fora da 
região entre as cargas. 
PRINCÍPIO DA 
SUPERPOSIÇÃO DOS CAMPOS 
• O campo elétrico resultante em um determinado ponto do espaço P 
produzido por duas ou mais cargas pontuais é a soma vetorial dos 
campos produzidos pelas cargas individualmente. 
CAMPO ELÉTRICO UNIFORME 
• Existem inúmeros aparelhos em que, de uma 
maneira ou outra, a geração de campos 
elétricos está presente. 
 Por exemplo: purificadores de ar 
apresentam uma peça chamada precipitador 
eletrostático 
 Chaveiro eletrônico gera um campo 
para acionar a fechadura 
 Celular, Tv, Rádio, bluetooth, wireless. 
 
• Dizemos que um campo elétrico é uniforme 
em uma região quando suas linhas de força 
são paralelas e igualmente espaçadas umas 
das outras. 
PARTÍCULA EM UM CAMPO 
ELÉTRICO UNIFORME 
• O que acontece quando lançamos uma partícula em um campo 
elétrico uniforme? 
 
 
 
 
 
 
• Se a força elétrica é a única força significativa atuando sobre a 
partícula, então qE é a força resultante. 
PARTÍCULA EM UM CAMPO 
ELÉTRICO UNIFORME 
• Exemplo: Um elétron movendo-se horizontalmente com uma velocidade 
de 3,0 x106 m/s entra na região de um campo elétrico uniforme dirigido 
para cima, de módulo E=160 N/C. O campo se estende horizontalmente 
por uma distância de cerca de 40 mm. Calcule a velocidade com que o 
elétron deixa o campo elétrico. Dados carga do elétron qe = –1,6x10
-19C 
e massa do elétron (me) = 9,1 x10
-31kg. 
DISTRIBUIÇÕES CONTÍNUAS DE 
CARGA 
• No caso de distribuições de cargas que consistem em um grande 
número de cargas muito próximas distribuídas ao longo de uma linha, 
superfície ou um volume. 
 
• Como envolvem um número muito grande de cargas pontuais, 
distribuições desse tipo podem ser consideradas contínuas. 
 
 
 
Para uma distribuição contínua: como: 
 
TIPOS DE DISTRIBUIÇÕES 
• Linear: carga distribuída ao longo de um comprimento (ex.: fio, barra, 
anel). A linha de carga é caracterizada por uma densidade linear de 
carga (λ) (Lamda). 
 
 
• dq = elemento diferencial de carga 
• dl = elemento diferencial de comprimento 
TIPOS DE DISTRIBUIÇÕES 
• Superficial: carga distribuída ao longo de uma superfície (ex.: disco, 
placa) Densidade superficial de carga (σ) (Sigma) 
 
 
 
• dQ = elemento diferencial de carga 
• dS = elemento diferencial de área 
TIPOS DE DISTRIBUIÇÕES 
• Volumétrica: carga distribuída no interior de um volume (esfera, cilindro, 
cubo) Densidade volumétrica de carga (ρ) (Rho) 
 
 
 
• dQ = elemento diferencial de carga 
• dV = elemento diferencial de volume 
EXERCÍCIO 
• Duas partículas, 1 e 2, com cargas q1=26 nC e q2 =38 nC, estão em 
posições (x,y,z) dadas por (0,0,0) e (0,-2,0), respectivamente. Determine o 
campo elétrico |E|no ponto A (0,1,0). 
 
 
 
 
• Considere a q2 uma carga negativa.