βetas Física: CAMPO ELÉTRICO

CAMPO ELÉTRICO

O conceito de campo elétrico pode parecer um pouco ilusório porque você não pode ver diretamente, as linhas de força do campo elétrico, ou simplesmente linhas do campo elétrico, constituem uma ajuda valiosa para você visualizar o campo e interpretara-lo de modo mais realista. Uma linha de campo elétrico é uma linha reta ou curva imaginaria desenhada passando por uma região do espaço de modo que sua tangente em qualquer ponto forneça a direção e o sentido do campo elétrico no ponto considerado. O cientista inglês Michael Faraday (1791-1867) foi o primeiro a introduzir o conceito de linha de campo. Ele chamou essas curvas de “linha de força do campo elétrico”, porém a expressão “linha de campo elétrico” é preferível.

No entanto, ao estudarmos e falarmos sobre campo elétrico ou conceito, associa-se logo tal teoria ao físico Charles Augustin de Coulomb, quem aprimorou o estudo sobre o fenômeno campo elétrico, porém os estudos se iniciaram como já mencionado anteriormente com físico Michael Faraday que foi o primeiro a propor o conceito de campo elétrico, e posteriormente este conceito foi aprimorado com os trabalhos de James Clerk Maxwell, discípulo de Faraday.

Contudo, o conceito de campo elétrico surgiu da necessidade de explicar à ação de forças a distância, dessa forma, podemos dizer que o campo elétrico existe numa região do espaço quando, ao colocarmos uma carga elétrica (q) nessa região tal carga é submetida a uma força elétrica F. Ou seja, o campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, estas (prótons, elétrons, ou íons) ou por um sistema dela.

Fórmulas correspondentes ao Campo Elétrico

Na determinação de campo elétrico os cálculos envolvidos são extraordinariamente importantes para as aplicações tecnológicas das forças elétricas. Para determinar as trajetórias de partículas carregadas, tais como elétrons em um cinescópio de TV, núcleo atômico em aceleradores para o tratamento de câncer ou partícula em um dispositivo eletrônico semicondutor.

Esta fórmula descrita a seguir serve para calcular a intensidade do campo elétrico, onde (E) é dada pela relação entre a força elétrica (F) e carga.

E as unidades de campo elétrico se dão em:

Vale apena ressaltar que, o campo elétrico só pode ser detectado a partir da interação do mesmo com uma carga de prova. Caso não haja interação com a carga, podemos dizer que o campo não existe naquele local.

Quando o campo elétrico é criado em uma carga positiva ele, por convenção, terá um sentido de afastamento. Quando o campo elétrico é criado negativo por convenção, terá um sentido de aproximação.

Alguns cálculos que serão apresentados nos exemplos a seguir podem parecer complicados na determinação de campo elétrico, certa complexidade matemática faz parte da natureza dos cálculos.

Lista de exercício

(1°) Uma carga de prova q, colocada num ponto de um campo elétrico E=2,0. 10³N/C, sofre ação de uma força F=18.10^-5N. O valor dessa carga, em Coulomb, é de:

a) 9.10^-8

b) 20.10^-8

c) 36.10^-8

d) 9.10^-2

e) 36.10^-2

(2°) Uma carga elétrica puntiforme com 4μC que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. O campo elétrico nesse ponto P tem intensidade de: Considere K=9.10⁹N.m²/C²

a) 3,0.10⁵N/C

b) 2,4.10⁵N/C

c) 1,2.10⁵N/C

d) 4,0.10^-6N/C

e) 4,8.10^-6N/C

(3°) Qual a intensidade do campo elétrico de uma carga elétrica de -15μC, num ambiente em que a constante elétrica vale k = 8x109 Nm²/C², num ponto distante 10 mm dela?

|Q| = 15μ C

k = 8x109 Nm²/C²

d = 10x10-3 m

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