Campo elétrico é
uma grandeza física vetorial que mede o módulo da força elétrica exercida sobre cada unidade
de carga elétrica colocada em uma região do espaço sobre a influência de uma
carga geradora de campo elétrico.
Em outras palavras, o campo elétrico mede a
influência que uma certa carga produz em seus arredores. Quanto
mais próximas estiverem duas cargas, maior será a força elétrica entre elas por
causa do módulo do campo elétrico naquela região.
Como
calculamos o campo elétrico?
Para calcularmos o campo elétrico produzido por cargas pontuais
(cujas dimensões são desprezíveis), dispostas no vácuo, podemos utilizar a
seguinte equação:
Para que a unidade do campo elétrico (E)
esteja definida no Sistema Internacional de Unidades, é necessário
que as outras grandezas da equação também estejam. As legendas abaixo mostram
quais são os termos da equação do campo elétrico e as suas unidades no SI:
·
E –
módulo do campo elétrico [N/C ou V/m]
·
Q –
carga geradora do campo elétrico [C – Coulomb]
·
k0 –
constante eletrostática do vácuo [8,99.109 N.m²/C²]
·
d –
distância do ponto até a carga geradora [m – metro]
Campo
elétrico e força elétrica
Toda carga elétrica apresenta seu próprio campo
elétrico. No entanto, para que surja a força elétrica, é necessário que
o campo elétrico de pelo menos duas cargas interajam. A resultante vetorial dos campos elétricos de cada uma
das cargas dita, nesse caso, para qual direção e sentido surgirá a força sobre
as cargas. Em posições nas quais o campo elétrico resultante é nulo, por
exemplo, não é possível que haja força elétrica.
A relação que pode ser estabelecida entre o campo elétrico e a
força elétrica é dada pela seguinte equação:
E –
campo elétrico [N/C ou V/m]
F –
força elétrica [N - Newton]
q –
carga elétrica de prova [C - Coulomb]
Na equação mostrada acima, F é o módulo da força elétrica e
pode ser calculado com base na Lei de Coulomb.
Direção e sentido do vetor campo elétrico
O campo elétrico das cargas positivas sempre deve apontar para
“fora” das cargas, na direção do seu raio, enquanto o campo elétrico das cargas
negativas deve apontar para “dentro” delas.
Para facilitar a visualização do campo elétrico, desenhamos
linhas cujas direções tangentes sempre indicam a direção e o sentido do campo
elétrico. Essas linhas são chamadas de linhas de força:
Atração e repulsão entre cargas elétricas
A atração e a repulsão elétrica dependem do sinal das cargas elétricas
envolvidas. As cargas de mesmo sinal sofrem repulsão elétrica
ao passo que as cargas de sinais diferentes sofrem atração. Observe as figuras
que mostram as linhas de força entre cargas elétricas:
Entre cargas de sinal diferente, a resultante do campo elétrico aponta sempre em direção à outra carga. Com isso, surge a força de atração elétrica
Nenhum comentário:
Postar um comentário