Aula 02 - Campo elétrico

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA

Instituto de Fsica

Coordenao do Curso de Fsica

MINICURSO DE FSICA DE NVEL MDIOMINICURSO DE FSICA DE NVEL MDIOTERCEIRO COLEGIAL

MDULO I: CAMPO ELTRICO

Uberlndia MG

2011

Coordenador:Prof. Dr. Noelio Oliveira Dantas

Estgio Docncia:Alessandra dos Santos Silva

Professores:Monitores:

Alexandre Leite

Bruno Messias Farias de Resende

Carolina Hathenher Rodrigues

Joo Lucas de Paula Batista

Nilmar Silva Camilo

Pablo Marques Ferreira

Patricia Aparecida Almeida de Oliveira

Sthanley Rita de Lima

Athos Machado Silva

Jean Moreira Fernandes

Joo Pitter Seles

Luismar Barbosa da Cruz

Marcelo Olmpio Gomes

Wellington Gonalves Fraga

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Sumrio

Uma historinha de campo

O Vetor Campo Eltrico

Campo Eltrico de uma carga puntual

Princpio da Superposio Princpio da Superposio

Linhas De Fora

Campo Eltrico Uniforme

O comportamento de um condutor eletrizado

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Sumrio




Principio da Superposio Principio da Superposio

Linhas De Fora



4

Tito Lucrcio Caro

Poeta latino (romano), que viveu entre 95 e 52

a.C. No seu clebre Da Natureza (De Natura

Rerum, ttulo original latino). Este fez

tentativas para explicar a causa da atraotentativas para explicar a causa da atrao

magntica. (Figura da Magnetita) e (Figura de

Tito Lucrcio Caro).

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Teoria do Effluvium

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Willian Gilbert (1544-1603)

Estudante de medicina que fez vrias observaes a

respeito da fora do m sobre o ferro, no seu livro

De Magnete ,publicado em latim em 1600.

A fora da terrela [mini-terra] estende-se em

todas as direes... Mas sempre que o ferro

ou outro corpo magnetizado, de tamanho

suficiente, entra na sua esfera de influncia,

Atrado. No entanto, quanto mais de perto o

mesmo estiver da magnetita, maior ser a fora

com que esta o atrai.

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Sculo XVI e XVII

Revoluo Cientfica.

I. Perodo da valorizao, observao e

experimentao na abordagem dos

fenmenos naturais.fenmenos naturais.

II. Uso da matemtica na descrio de

fenmenos.

8

Sir Issac Newton

Newton o fruto da revoluo cientfica.

9

Sir Issac Newton

Invenes:

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Ao Distncia

Um objeto pode comunicar-se a outro sem

encostar no mesmo, a partir de uma fora.

11

Olha o tamanha do Problema

12

Campo Eltrico

Definio: uma propriedade fsica que estende-se

por uma regio do espao, e descrita por uma

funo da posio e do tempo.

13

Campo eltrico X Campo gravitacional

Podemos fazer uma analogia clssica com o

campo gravitacional;

14

Sumrio





Linhas De Fora



15

Vetor campo gravitacional

Os vetores do campo gravitacional apresentam:

Direo: radial em relao massa;

Sentido: SEMPRE de aproximao;

Mdulo: g=F/m Mdulo: g=F/m

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Vetor campo eltrico

Os vetores do campo eltrico tm:

Direo: radial em relao carga;

Sentido: depende da natureza da carga;

Mdulo: E=F/q; Mdulo: E=F/q;

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Vetor campo eltrico

Podemos ter duas naturezas de cargas

eltricas: positivas e negativas, em que seus

campos e foras atuam distintamente em

determinadas configuraes;determinadas configuraes;

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Unidade do vetor campo eltrico

No Sistema Internacional, a unidade de campo

eltrico pode ser o Newton por Coulomb

(N/C), sendo a unidade oficial o Volt por

Metro (V/m), que veremos um pouco maisMetro (V/m), que veremos um pouco mais

adiante.

1 N/C = 1 V/m.

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Fisicamente falando...

Definio de campo eltrico: O corpo A, em

virtude da carga eltrica, de algum modo

modifica o espao ao seu redor. O corpo B em

virtude de sua prpria carga eltrica, sente comovirtude de sua prpria carga eltrica, sente como

o espao foi modificado pelo corpo A. A resposta

sentida por B chamada de forca eltrica.

O campo eltrico serve de intermedirio para

comunicar a interao entre A e B.

20

Sumrio





Linhas De Fora



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Campo de uma carga puntiforme

Todo corpo, que possui carga, cria ao seu redorum campo eltrico.

Sabemos, tambm, que a relao entre ainterao entre campos eltricos, de duas cargasinterao entre campos eltricos, de duas cargaspuntiforme, com o campo eltrico dada pelaseguinte equao:

Como fica o campo para esta configurao???

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Anlise da equao

23

Anlise da equao

E o k? Permeabilidade eltrica do meio: quanto que

o meio permite ao campo eltrico modific-lo

(facilidade com que os portadores de carga

desloquem- se pelo meio).

24

Sumrio





Linhas De Fora



25

Princpio da superposio

Duas cargas Q1 e Q2 fazem a projeo de seus

campos em A.

26

Princpio da superposio

Definio: o campo eltrico de uma carga

eltrica pontual no alterado pela presena

de outras cargas pontuais. Essa constataode outras cargas pontuais. Essa constatao

ficou conhecida como o princpio da

superposio.

27

Sumrio





Linhas De Fora



28

Linhas de fora

Este conceito uma representao

geomtrica, criada por Michael Faraday, para

representar o conceito de campo eltrico.

29

Linhas de fora

Existem algumas consideraes para a

utilizao do conceito de linhas de fora:

Partem das cargas positivas e chegam na cargas

negativas.negativas.

O vetor campo eltrico sempre tangente a um

determinado ponto da linha de fora.

As linhas de fora nunca se cruzam.

A intensidade do campo eltrico depende do

espaamento entre as linhas de campo.

30

Linhas de fora

Exemplos de linhas de fora para cargas

puntuais:

31

Sumrio





Linhas De Fora



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Campo eltrico uniforme

O que um campo uniforme?

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Campo eltrico uniforme

Vetor campo eltrico uniforme:

Direo: perpendicular as placas.

Sentido: da placa positiva para a placa negativa.

Modulo: E=F/q. Modulo: E=F/q.

34

Sumrio





Linhas De Fora



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Distribuio de cargas em um

condutor

Um condutor em equilbrio eletrosttico

distribui seus eltrons simetricamente pela

superfcie, visando o menor estado de

energia.energia.

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Campo no interior do condutor

Devido ao cancelamento vetorial, temos que o

campo em seu interior nulo.

37

Campo exterior ao condutor

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