Campos Elétricos - Prof. Bezerra, Slides de Eletromagnetismo

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Campos Elétricos

Prof. Mariana Medeiros

Sumário

1. O Campo Elétrico;
2. Linhas de Campo Elétrico;
3. Campo Elétrico Produzido por uma Carga Pontual;
4. Campo Elétrico Produzido por um Dipolo Elétrico;
5. Campo Elétrico Produzido por uma Linha de Cargas;
6. Campo Elétrico Produzido por um Disco Carregado;
7. Uma Carga Pontual em um Campo Elétrico;
8. Um Dipolo em um Campo Elétrico.

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O Campo Elétrico

● O campo elétrico é um campo vetorial, constituído por uma distribuição de vetores, um para cada ponto de uma região em torno de um objeto eletricamente carregado:

Fig. 3 : O campo elétrico.

● A unidade do campo elétrico no SI é o newton por coulomb ( N/C ). Onde F é a força elétrica sobre a carga q₀.

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O Campo Elétrico

● Em termos de uma distribuição esférica de cargas devemos observar a seguinte representação:

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Fig. 4 : Uma força eletrostáticacarga de prova. age sobre a Fig. 5 carga de prova.: O vetor campo elétrico no lugar da

O Campo Elétrico

Linhas de campo sempre apontam para fora fora de cargas (+) e para dentro de cargas (-).

Fig. 7 sinais opostos (dipolo elétrico).: Esquerda: uma única carga pontual (positiva). Direita: duas cargas de mesmo módulo, porém 7

O Campo Elétrico

As linhas de campo ficam próximas quando o campo é forte e distantes quando o campo é mais fraco.

Fig. 8 : Duas cargas positivas iguais. 8

O Campo Elétrico

● O campo elétrico total no ponto P é igual à soma vetorial

dos campos que cada carga da distribuição produz no

ponto P. Então,

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Fig. 10: Campo devido mais de uma carga elétrica.

Esse resultado chamamos de princípio da superposição.

Obs.: na Fig. 10 n=2!

O Campo Elétrico

Exemplo 1 : As cargas q₁ e q₂ estão localizadas no eixo x, a

distâncias a e b , respectivamente, da origem, como mostra a Fig.

11. (a) Determine as componentes do campo elétrico líquido no

ponto P, que está na posição (0, y).

Fig. 11 : Exemplo 1.^11

Solução : aqui devemos usar o princípio da superposição para calcular o campo elétrico resultante , levando em conta que cada campo obedece a lei de Coulomb para o campo elétrico de uma carga pontual (Eq. (2)).

O Campo Elétrico

As componentes do vetor campo elétrico resultante:

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Pelo geometria ( a, b e y ) podemos determinar os ângulos 𝜽 e 𝝓 e com os valores das cargas determinamos o “ valor exato ” do campo resultante!

O Campo Elétrico

(b) Avalie o campo elétrico no ponto P para o caso especial em que

|q₁|=|q₂| e a=b (Fig. 12).

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Solução: se a=b, então, 𝜽=𝝓 e para |q₁|=|q₂|=q, temos ( apenas a componente x é diferente de zero ):

Fig. 12 : Cargas iguais em módulo e a=b.

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Campo Elétrico Produzido por um Dipolo Elétrico

● Uma molécula de água (Fig. 14), mostrando a carga positiva em vermelho e a carga negativa em azul: uma ideia real de dipolo elétrico.

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Fig. 14 : A molécula de água para ilustrar a ideia de dipolo elétrico.

Campo Elétrico Produzido por uma Distribuição Contínua de Cargas

● O campo elétrico em P estabelecido por uma distribuição contínua de cargas é a soma vetorial dos campos estabelecidos por todos os elementos da distribuição de cargas:

Fig. 15 distribuição contínua de cargas.: Campo elétrico de uma 19