Eletrostática: campo e potencial elétrico Slides O conceito de campo elétrico Campo elétrico criado por cargas puntuais Linhas de força Comportamento de um condutor eletrizado Diferença de potencial Voltagem de um campo uniforme Voltagem no campo de uma carga puntual Quadro de força - http: www.ser.com.br Internet Bola de plasma

+ O conceito de campo elétrico P Um ponto no espaço tem um campo elétrico quando uma carga q, colocada neste ponto, for solicitada por uma força de origem elétrica. P Q + q F + Em torno de uma carga elétrica fixa, Q, existe um campo elétrico criado por esta carga. Ao colocar uma carga q em um ponto P do espaço e sobre ela aparecer uma força de origem elétrica, neste ponto há um campo elétrico, no caso, gerado pela carga Q.

+ - O conceito de campo elétrico O vetor campo elétrico: - Intensidade: é dada pela expressão - Direção: é a mesma de uma força sobre uma carga de prova colocada no campo elétrico. Em relação a uma carga esférica, ela é radial. - Sentido: para cargas de prova positivas, é a mesma da força elétrica. Em relação a uma carga esférica, convenciona-se para carga positiva o vetor campo elétrico apontando para fora da carga e para cargas negativas, apontando para dentro. Onde: F = força (N) q = carga elétrica (C) E = campo elétrico (N/C) + E Q - E Q q q F F + - E E

+ Campo elétrico criado por cargas puntuais r P Q E Onde: E = campo elétrico (N/C) Q = carga elétrica fixa (C) r = distância entre a carga e o ponto P (m) k0 = constante no vácuo = 9109 Nm2/C2 Esta expressão nos permite calcular a intensidade do campo elétrico em um certo ponto, quando conhecemos o valor da carga puntual Q que criou este campo e a distância do ponto a esta carga. + P Q E r

+ + - Campo elétrico criado por cargas puntuais P O campo elétrico criado por várias cargas puntuais é obtido através de uma soma vetorial. Q2 + Q1 + Q3 - E3 P = + + + ... E E1 E2 E3 E1 E2

+ - Linhas de força Linhas de força sobre uma carga puntual: Q Q Linhas de força em um campo elétrico uniforme: Q + Q – + - E

- + Comportamento de um condutor eletrizado A carga elétrica adquirida por um condutor fica distribuída em sua superfície quando ele estiver em equilíbrio eletrostático enquanto o vetor campo elétrico é perpenducular à superfície deste condutor. + E E - Se o condutor eletrizado estiver em equilíbrio eletrostático, o campo será nulo em todos os pontos de seu interior.

+ Diferença de potencial Q F q A B A diferença de potencial entre os pontos A e B é dada pela expressão: Onde: V = potencial elétrico (V) T = trabalho da carga elétrica (J) q = carga elétrica móvel (C) A diferença de potencial também é chamada de voltagem ou tensão entre dois pontos. Uma partícula eletrizada positivamente desloca-se sob a ação de uma força elétrica de um ponto A, onde o potencial é maior, para um ponto B, onde ele é menor. Já uma carga negativa tenderá a se mover em sentido contrário, ou seja, do potencial menor para o maior.

Voltagem de um campo uniforme No campo elétrico uniforme a diferença de potencial é dada por: + - E q F A B d Onde: VAB = diferença de potencial entre os pontos A e B (V) E = campo elétrico (V/m) ou (N/C) d = distância entre as placas (m)

+ Voltagem no campo de uma carga puntual O potencial criado pela carga Q, no ponto P, é dado por: P Q + r Onde: V = potencial elétrico (V) Q = carga elétrica fixa (C) r = distância entre a carga e o ponto P (m) k0 = constante no vácuo = 9109 Nm2/C2