CAMPO ELÉTRICA Prof. Rangel Martins Nunes Abril de 2019.

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1 CAMPO ELÉTRICA Prof. Rangel Martins Nunes Abril de 2019

2 CAMPO: Grandeza Física que associa um valor ao pontos do espaço.
Na Física, estudamos três campos: CAMPO GRAVITACIONAL: Região do espaço ao entorno de uma massa. Os pontos ao entorno da massa são definidos pelo vetor um campo gravitational 𝒈 , com auxílo de uma massa de prova m. 𝑔 = 𝑃 𝑚 𝑷

3 CAMPO ELETRICO (E) Região no espaço ao entorno de uma carga onde cada ponto pode ser definido por um vetor campo elétrico 𝑬. (𝑒𝑚 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑬 𝑠𝑢𝑔𝑒 𝑢𝑚𝑎 𝑭𝒆) O campo Elétrico é uma Grandeza Física vetorial (possui, direção sentido e intensidade) Símbolo: E Unidade no Sistema Internacional de Unidades: N/C Q: Carga principal (carga que tera o E analisado). 𝐸 𝐶 𝐸 𝐴 C A Q + Campo Elétrico B 𝐸 𝐵

4 + + Determinação do Vetor Campo Elétrico. Q Q +q : carga de prova 𝐹 𝑒
positiva. Q +q 𝐹 𝑒 𝐸 + 𝐹 𝑒 : Força Elétrica. 𝐸 : Campo Elétrico. d Q + -q d 𝐸 𝐹 𝑒

5 𝑬= 𝑭 𝒆 𝒒 𝑬= 𝒌 . 𝑸 𝒅 𝟐 Cálculo da Intensidade do Campo Elétrico.
A intensidade do Campo Elétrico (E) em cada ponto do campo ao entorno de uma Carga pode ser calculado pelas equações: 𝑬= 𝑭 𝒆 𝒒 𝑬= 𝒌 . 𝑸 𝒅 𝟐 d: distância entre a carga ao ponto onde se deseja determinar E. Q: carga principal; q: carga de prova ou carga teste;

6 EXEMPLO Determine o vetor campo elétrico no ponto P, situado a 10 cm de uma carga positiva Q = 2 μC. Uma carga de prova de 1 nC é colocada no ponto P, qual a intensidade da força elétrica sobre esta carga?

7 Linhas de Força do Campo Elétrico.

8 Interação entre Campos Elétricos.
Campo entre cargas de sinais opostos. Campo entre cargas de mesmo sinal.

9 Linhas Equipotenciais.
𝑬 𝟏 𝑬 𝟐 𝑬 𝟑 𝑬 𝟏 = 𝑬 𝟐 = 𝑬 𝟑

10 Soma vetorial de campos elétricos.
Por ser grandeza vetorial, os campo elétricos gerados por n cargas (Q) podem ser somados em um ponto do espaço proximo as cargas (Q) Q1 + 𝐸 2 𝐸 𝑅 P 𝐸 1 Q2 - 𝐸 𝑅 = 𝐸 𝐸 𝐸 𝑅 Q1 𝐸 1 Q2 + + 𝐸 2 P

11 Campo Elétrico Uniforme.
Placas condutoras paralelas + - Linhas de força paralelas Mesmo valor E em todos os pontos. 𝑬 + Q - Q + - Fonte de tensão

12 atração gravitacional Sobre a carga elétrica. Calcule:
EXEMPLO Duas placas metálicas planas paralelas , eletrizadas com cargas de sinais contrários estão colocadas a 10 cm uma da outra. O campo elétrico produzido pelas placas tem Intensidade 6 x 107 N/C. Uma carga elétrica puntiforme positiva de 2 μC e massa 5 x 10-6 kg é abandonada próximo a placa positiva. Supondo despresívela força de atração gravitacional Sobre a carga elétrica. Calcule: a) A força elétrica atuantes sobre a carga elétrica. b) A aceleração adquirida pela carga elétrica. b) A velocidade final ao chocar-se na placa negativa.

13 Campo Elétrico nulo no interior de condutores.
+ + + + 𝐸 1 = 0 + Condutor OCO + 𝐸 3 = 0 Não ha movimentação de cargas (E = 0) no inteior de condutores elétricos. + + 𝐸 2 = 0 + + + + Isolantes eletrostáticos, como as GAIOLAS DE FARADAY, se baseiam neste fato.

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15 Energia Potencial Elétrica e o Potencial Elétrico (tensão).
Na mecânica, a energia potencial (que pode ser gravitacionaloou elástica) é aquela energia armazenada em um corpo e qua pode ser transformada em movimento (energia cinética). 𝐸 𝑝𝑒 = 𝐾. 𝑄. 𝑞 𝑑 d +q 𝑬 + 𝑭 𝒆 Carga fixa: armazena Energia Potencial Elétrica ( 𝐸 𝑝𝑒 ). Quanto mais próximo q estiver de Q maior sera e energia potencial elétrica armazenada

16 EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Uma carga q (1 nC) esta situada em um ponto P a 10 cm de uma carga + Q = 1μC e a 5 cm de uma carga de +Q = 0,6 𝝁𝑪. Determine o vetor Campo Elétrico no ponto P.

17 Energia Potencial Elétrica por unidade de carga (tensão elétrica)
Potencial Elétrico ou Tensão Elétrica: Energia potencial elétrica por unidade de carga q. O potential elétrico, representado por V é medido em volts (v). Cálculo do Potencial Elétrico: V = 𝐸 𝑝𝑒 𝑞 V = 𝑘 . 𝑄 𝑑

18 Diferença de Potencial (U)
Tensão em B Tensão em A 𝑉 𝐵 = 𝐾 . 𝑄 𝑑 𝐵 𝑉 𝐴 = 𝐾 . 𝑄 𝑑 𝐴 Q +q 𝐹 𝑒 +q + A B 𝑑 𝐴 𝑑 𝐵 A diferença de potencial (U): 𝑈= 𝑉 𝐴 𝑉 𝐵 = 𝜏 𝐹𝑒 𝑞 Se U > 0: força elétrica executa trabalho. Se U < 0: carga é submetida a uma força externa. 𝜏 𝐹𝑒 : Trabalho da força elétrica. Fazer exercicío da lista .