Campo Elétrico: Tudo que você precisa saber sobre o assunto

Campo elétrico: aprenda todo o conteúdo aqui no Stoodi

Chegou a hora de revisar tudo sobre campo elétrico. Se você deixou passar essa matéria de Física é bom você se organizar. Mantenha-se atento para a prova de Ciências da Natureza e mande bem no Enem!

O que é campo elétrico?

O território de influência que uma carga geradora exerce no espaço é chamado de campo elétrico. Este campo é um tipo de força gerada ao redor das cargas elétricas. Uma carga elétrica puntiforme é um corpo eletrizado, onde podemos desprezar as dimensões se considerarmos a distância que separa um corpo do outro.

Um campo elétrico possui grandeza vetorial, pois ele detém sentido, direção e módulo. Íons, prótons e elétrons que interagem com o campo ficam sujeitos às forças de interação, seja para atrair ou para repulsar. O vetor do campo elétrico gerado pelas forças de interação dependem somente do sinal da carga elétrica.

Como experimento é utilizado convencionalmente a carga de prova. Se o campo elétrico e a carga de prova apresentarem o mesmo sinal serão repulsadas, se forem de sinais contrários irão se atrair. Conclui-se assim que um campo criado por uma carga positiva tende a afastar ou repulsar, logo um campo gerado por carga negativa tende a aproximar ou atrair.

Intensidade do campo elétrico

Calcule a intensidade do campo elétrico (E) dividindo a força elétrica (F) pela carga de prova (q.). Desta maneira, a fórmula do campo elétrico vai ficar assim:

A fórmula da intensidade, no Sistema Internacional de Unidade, é calculada em Newton por Coulomb (N/C). Tendo como prefixo Newton (N), como força, e Coulomb (C) como carga elétrica.

Vetor do campo elétrico

Imaginando o campo elétrico como força exercida pela natureza de suas cargas é fácil perceber que ele possui característica vetorial. Para você compreender melhor o vetor do campo elétrico acompanhe:

• Os vetores força (F) e campo elétrico (E) possuem a mesma direção, mas sentidos opostos quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0). Os vetores (F) e (E) têm direção e sentido iguais quando a carga de prova é positiva (q>0), apresentando, dessa maneira um campo elétrico uniforme.
• O vetor campo elétrico (E) se afasta quando a carga geradora do campo é positiva (Q>0). Quando a carga geradora do campo é negativa o vetor campo elétrico (E) apresenta sentido de aproximação. Tudo isso não varia apesar da mudança no sinal das cargas de prova.

Lei de Coulomb e o campo elétrico

Desenvolvida por Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), físico francês do final do século XVIII, a Lei de Coulomb abordando o campo elétrico propõe pesquisas sobre partículas eletricamente carregadas e seu relacionamento eletrostático. Esta lei tem sua formulação e publicação datada pela primeira vez em 1783 e foi essencial para o posterior desdobramento dos estudos sobre eletricidade.

Após muita labuta, com medidas precisas numa balança de torção, Coulomb concluiu que o módulo de força entre as cargas elétricas q1 e q2 é inversamente proporcional ao quadrado da distância (r) entre essas duas cargas e diretamente equivalente ao produto dos valores totais das mesmas. A fórmula foi descrita da seguinte maneira:

Considere assim os atributos da equação:

• F: Força (N);
• K: Constante elétrica;
• q1 e q2: Cargas elétricas (C);
• r: Distância da força elétrica.

Campo eletromagnético

Lei de Faraday

Também conhecida como Lei de Indução Eletromagnética. Ela propõe que a variação do fluxo magnético através de um circuito desenvolve uma força eletromotriz induzida. Ou seja, o campo elétrico e magnético interagem.

Concebida em 1831 por Michael Faraday, a Lei foi formulada através de seus estudos e experimentos sobre o fenômeno da indução eletromagnética.

Caso você não saiba, a criação da Lei de Faraday foi fundamental para o eletromagnetismo, sendo o início de todo o processo para a construção do dínamo e sua utilização na produção de energia elétrica em larga escala.

Lei de Lenz

Heinrich Lenz foi o criador dessa segunda Lei. Ele baseou suas pesquisas no trabalho de Faraday e após algum tempo desenvolveu uma regra para definir o sentido da corrente induzida.

Neste período, já era fato concebido que cargas elétricas em movimento originam campo magnético, e que a corrente induzida também apresenta esse fenômeno.

Lenz obteve êxito ao observar que o aumento ou a diminuição do fluxo magnético determina o sentido desse campo. Após suas experiências, ele estabeleceu em sua Lei que a variação do fluxo magnético é contrária ao sentido do campo gerado pela corrente induzida.

Potencial do campo elétrico

Esse atributo não possui grandeza vetorial, a sua definição necessita apenas de certa intensidade da unidade de medida. Dessa maneira, não se atribui a ela nenhuma direção ou sentido. Ela possui na realidade uma natureza escalar.

Primeiramente, para definir o potencial do campo elétrico você deve estabelecer um ponto de referência ao campo. Seu valor é definido através do quociente da divisão entre o trabalho da força elétrica pela carga eletrizada.

Fórmula do potencial campo elétrico

Encontre o potencial do ponto localizado no campo elétrico dividindo o trabalho pelo valor da carga. O ponto de referência é sempre utilizado para medir esse valor, mas lembre-se que o seu potencial é nulo.

Acompanhe a fórmula abaixo:

Considere:

• VA: Potencial elétrico do ponto A (V);
• TAB: Trabalho exercido pela força elétrica ao mover a carga do ponto A ao Ponto B (J);
• q: Carga elétrica (C).

O potencial elétrico também é medido em Volts (Joule/Coulomb), no Sistema Internacional de Unidade (SI), para homenagear o homem que criou a pilha elétrica, o físico italiano Alessandro Volta (1745 -1827),

Exercícios de campo elétrico

Não deixe as suas metas para trás, resolva agora esses exercícios de campo elétrico. Ainda sobra tempo para ir na academia, assistir séries, e fazer o que mais gosta.

Exercício 1

Uma carga de 2C é transportada de um ponto X para um ponto Y bastante afastado. Considere que o trabalho destas forças elétricas é de 100 J. Calcule o potencial do ponto X neste campo elétrico.

Resposta

Exercício 2

Imagine que duas esferas de metal contendo respectivamente cargas de Q e 2Q estão numa distância de 1,0 m. Podemos afirmar que na metade da distância entre as esferas o campo elétrico gerado por:

• A-) ambas é igual;
• B-) uma esfera é 1/2 do campo criado pela outra esfera;
• C-) uma esfera é 1/3 do campo criado pela outra esfera;
• D-) uma esfera é 1/4 do campo criado pela outra esfera;
• E-) ambas as esferas é nulo.

Resposta

A verdadeira opção é a letra B-).

Agora você já está por dentro de toda matéria sobre campo elétrico. Mantenha sua disciplina para mandar bem na prova de Física do Enem. Continue estudando e descubra aqui como a matéria “Ondas” pode aparecer na prova.

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