Campo Elétrico

Campo Elétrico é um campo vetorial gerado por uma carga elétrica ou uma distribuição de cargas. Considere uma carga Q fixa em uma determinada posição. Já sabemos que se uma carga q for colocada em um ponto P1, a uma distância de Q, aparecerá uma força elétrica "F" atuando sobre q. Essa força é uma força de ação à distância, ou seja, não existe um objeto ou meio entre os dois corpos responsável pela força 

Outra forma de interpretarmos o fenômeno é a seguinte: ao colocarmos a carga Q (chamada de carga fonte) em um ponto do espaço, esta altera as propriedades do espaço a sua volta. Essa propriedade, que será representada por um vetor para cada ponto do espaço, é camada de Campo Elétrico (E). Desta forma, a carga Q cria um campo elétrico em sua vizinhança e este campo elétrico passa a ser o responsável pelo aparecimento da força elétrica sobre a carga q. Logo, a força elétrica que atua sobre q é devida à ação do campo elétrico, e não mais à ação direta de Q sobre q.

Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja:

Vetor campo elétrico
Por ser o Campo Elétrico um campo vetorial, temos associado a cada ponto do espaço um vetor Campo Elétrico, cuja definição é a seguinte:

E→=F→q

É fácil perceber que a unidade para a medida de E será, no SI, o N/C. Pela definição, percebemos também que os vetores F e E possuem a mesma direção. O sentido será determinado pelo sinal da carga de prova: se a carga de prova for positiva (+), F e E terão o mesmo sentido, mas se a carga de prova for negativa (-), F e E terão sentidos contrários.

É importante saber que o vetor campo elétrico num ponto NÃO depende do valor da carga de prova q. Se tomarmos diferentes cargas, verificamos a ação de diferentes forças, porém a relação entre a força e a carga permanece a mesma para cada ponto.

Campo elétrico de uma carga puntiforme fixa
De acordo com a definição de campo elétrico, podemos analisar o campo elétrico gerado por uma carga puntiforme. Sua direção será radial, ou seja, como se a carga estivesse localizada no centro de um círculo de raio “d”. Seu sentido é apontando para fora das cargas positivas e para dentro das cargas negativas. Seu módulo pode ser calculado utilizando-se a Lei de Coulomb:

|E→|=kQd2

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

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

O desenho das linhas de força numa certa região nos dá ideia de como varia, aproximadamente, a direção e o sentido do vetor E na região considerada. As figuras a seguir mostram linhas de força de alguns campos elétricos particulares:

É o campo elétrico onde o vetor E é o mesmo em todos os pontos. Assim, em cada ponto do campo, o vetor E tem a mesma intensidade, a mesma direção e o mesmo sentido. As linhas de força de um campo elétrico uniforme são retas paralelas igualmente espaçadas e todas com o mesmo sentido.

Campo elétrico uniforme resultante

Er = E1 + E2

EXERCICIO

1. Determine a intensidade do campo elétrico resultante no ponto P, sabendo que ele foi gerado exclusivamente pelas duas cargas elétricas da figura.

     
Temos ainda: Q₁ = +9,0nC; Q₂ = +4,0nC; K₀ = 9,0 . 10⁹ unid. SI; o meio é vácuo.   

2 - O campo elétrico criado por uma carga pontual, no vácuo, tem intensidade igual a 9.10-1 N/C. Calcule a que distância d se refere o valor desse campo. 

(dados: Q = -4 Pc)

03. (MACKENZIE) Sobre uma carga elétrica de 2,0 . 10^-6C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é:  

04. (FCC) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela, o campo tem intensidade E=7,2.10⁶N/C. Sendo o meio vácuo onde K₀=9.10⁹ unidades S. I., determine Q. 

5 (MACKENZIE) Considere a figura abaixo:  

As duas cargas elétricas puntiformes Q₁ e Q₂ estão fixas, no vácuo onde K₀ = 9,0 . 10⁹ N.m²/C², respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no P tem intensidade:

6  Uma carga elétrica de 8 µC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica  que a influencia com uma força elétrica de módulo 12x10^-3

 N. Qual o módulo desse campo elétrico?

7 Uma carga elétrica de -5 µC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 125x10^-3

 N. Qual o módulo desse campo elétrico?

8 Uma carga elétrica de 2 µC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 12x10^-6

 N. Qual o módulo desse campo elétrico?

9 Uma carga elétrica de -4 µC encontra-se no vácuo, no campo elétrico de outra carga elétrica que a influencia com uma força elétrica de módulo 16x10^-5

 N. Qual o módulo desse campo elétrico?

10 Uma carga elétrica de 8µC, no vácuo, gera um campo elétrico de qual intensidade, numa distância de 3 m?

11 Qual o módulo do campo elétrico gerado por uma carga elétrica de -4µC, no vácuo, a uma distância de 2 m?

12 Qual a intensidade do campo elétrico de uma carga elétrica de 3x10-5

C, no vácuo, a uma distância de 3 mm? (1mm = 1x10^-3 m)

13– Qual a intensidade do campo elétrico de uma carga elétrica de -12µC, num ambiente em que a constante dielétrica vale k = 5x10⁹ Nm²/C², num ponto distante 2 cm dela? (1cm = 1x10^-2m)

14 Se o campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme é de 12x10³ N/C, qual o valor da carga elétrica que neste campo fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 3x10^-3N?

15 Se o campo elétrico produzido num ponto do espaço tem intensidade 15x10³ N/C, qual a intensidade da força que surgirá sobre uma carga elétrica de 2µC, nesse ponto?

16 – Em qual distância o campo elétrico de uma carga elétrica de 8 µC, no vácuo, tem uma intensidade de 18x10³ N/C?

17 – Em qual distância o campo elétrico de uma carga elétrica de -9 µC, no vácuo, tem uma intensidade de 81x10³ N/C?

18 Qual o módulo do campo elétrico resultante no ponto A, da figura a seguir?

 19– Qual a intensidade do campo elétrico resultante no ponto A, da figura a seguir?