Campo Eléctrico

Definição do campo eléctrico

O campo eléctrico é uma região de espaço onde se manifestam as interacções entre as cargas eléctricas.

                   Substituindo

Onde d é a distancia entre as cargas que também se representa por r.

As forcas exercidas entre as cargas eléctricas podem ser obtidas com base no principio de Coulomb.
A Lei de Coulomb é uma lei da Física que descreve a interacção electrostática entre partículas electricamente carregadas. Foi formulada e publicada pela primeira vez em 1783 pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb e foi essencial para o desenvolvimento do estudo da Electricidade.

Esta lei estabelece que o módulo da força entre duas cargas eléctricas pontuais (q1 e q2) é directamente proporcional ao produto dos valores absolutos ou seja, modulares das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre eles. Esta força pode ser atractiva ou repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atractiva se as cargas tiverem sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sina

Após detalhadas medidas, utilizando uma balança de torção, Coulomb concluiu que esta força é completamente descrita pela seguinte expressão:

em que:

é a força, em Newton (N);

C2 N−1 m−2 (ou F m−1) é a constante eléctrica,

r é a distância entre as duas cargas pontuais, em metros (m) e

q1 e q2, os respectivos valores das cargas, em Coulombs (C).

é o vector que indica a direcção  que aponta a força eléctrica.

Por vezes substitui-se o factor por

k, a constante de Coulomb, com k N·m²/C².

Assim, a força eléctrica, fica expressa na forma:

dai que, E =                              

Exemplo 1: Uma carga positiva q1 igual a 8nC está na origem e uma segunda carga q2 igual a 3nC está sobre o eixo dos X a 4m. calcula o campo eléctrico resultante  no ponto p em X igual a 6m.

•________1________2________3________ •_______5_________p

Q1                                                                   Q2

Dados :                                                                            Resolução

Q1= 8nC = 8.10-#C                                         E1 =       

Q2 = 3nC = 3.10-#C                               E1 = 9.10Nm²/C².8.10-/36m²

R1 = 6m                                                                 E1 = 2N/C

R2 = 2m                                                                     

E = ?                                                                       E2 =  

  Ep = E1 + E2                                     E2 = 9.10#Nm²/C².3.10-#C/4m²

      Ep = 2 C + 6,75C                              E2 = 6,75N/C

Ep = 8,75N/C

Com base no exercício anterior a experiencia mostra-nos que existe uma região de espaço na qual corpos carregados electricamente sofrem acção de forcas à distancia. Essas forcas mostram seus efeitos quando as cargas estão em repouso.

Essas são chamadas forcas de Coulomb; a região onde elas se manifestam ~e designado por campo eléctrico.

Existem também forcas que so se manifestam quando as cargas eléctricas se movem. Tais forcas são proporcionais à velocidade das cargas e são perpendiculares à própria velocidade, estas forcas são designadas “Forcas de Lourentz”.

A experiencia a seguir ~e um dos exemplos das forcas de Lourentz.

3. Tema da experiencia:

Condutibilidade eléctrica nos fluidos

3.1 Material necessário:

Uma tábua de madeira;

6 Pilhas;

4 Fios condutores de 30cm cada;

1 Interruptor;

3 Copos plásticos transparentes fixados em tábua de madeira;

10g de sal de cozinha;

1,5l de água;

2 Pregos;

1 Colherzinha plástica;

7 Lâmpadas de 1,5V cada, ligadas em serie;

3.2 Descrição da montagem

- Ligam-se os fios nas extremidades das pilas;

- da extremidade negativa das pilhas  ao ânodo das lâmpadas, liga-se o interruptor;

-liga-se  o quarto fio ao cátodo das lâmpadas.

-introduz-se 0,5l de agua em cada um dos copos;

- Coloca-se meia colherinha de sal copo B, e 3 no  copo C;

- Agita-se com a colherinha ate dissolver o sal.

- Amaram-se as extremidades livres dos fios aos pregos.

3.3 Desenho do experimento.

Funcionamento

Introduzem-se separadamento os pregos no copo A e fecha-se o interruptor. Verifica-se o que acontece, depois retiram-se os pregos e colocam-se no copo B onde também verifica-se o que acontece, finalmente no copo C , verificando-se da mesma forma o que ocorre.

3.5 Resultados

 Apura-se que no copo A nao ~e criado o campo eléctrico com maior intensidade por isso as lampadas acendem com fraca intensidade, e no copo B a intensidade aumenta gradualmente isto por que alterou-se o estado da agua, finalmente no copo C a intensidade das lampadas ~e muito maior em relacao o acontece nos primeiros dois copos.

Referencia bibliográfica

BALOI. Mario Electricidade e Magnetismo , pp 14 – 58.

BUDULA. Hilario, Física – 10ª classe pp 1 a 16

Tipler, Paul,A.1999 Fisica 4ª edicao vol 2 livros técnicos e científicos, Rio de Janeiro

W hptt://pt. wikipedia.org/wiki/Campo_ el%3%9trico