Campo Elétrico

Vetor campo elétrico

Campo elétrico gerado pela carga Q

O campo elétrico em um ponto é uma grandeza vetorial, portanto é representado por um vetor. Para verificarmos a sua presença neste ponto, colocamos neste uma carga de prova positiva. Se esta ficar sujeita a uma força eletrostática, dizemos que a região em que a carga se encontra está sujeita a um campo elétrico. O vetor campo elétrico tem sempre a mesma direção da força a que a carga está sujeita, e o sentido é o mesmo da força. O módulo é calculado da seguinte forma:
onde, caso a carga seja puntiforme, (lei de Coulomb)
O módulo do vetor campo elétrico pode ser definido por:

Substituindo
, é a constante eletrostática do meio e é a constante de permissividade do vácuo. Nota-se, por essa expressão, que o campo elétrico gerado por uma carga em um ponto é diretamente proporcional ao seu valor e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

 Campo elétrico devido a uma carga elétrica

O campo elétrico sempre "nasce" nas cargas positivas (vetor) e "morre" nas cargas negativas. Isso explica o sentido do vetor mencionado acima. Quando duas cargas positivas são colocadas próximas uma da outra, o campo elétrico é de afastamento, gerando uma região entre as duas cargas isenta de campo elétrico. O mesmo ocorre para cargas negativas, com a diferença de o campo elétrico ser de aproximação. Já quando são colocadas próximas uma carga positiva e uma negativa, o campo "nasce" na primeira, e "morre" na segunda.
Na equação: F = K.Q.q/d² , K é a constante eletrostática do meio e não a constante dielétrica.

 Campo elétrico uniforme

É definido como uma região em que todos os pontos possuem o mesmo vetor campo elétrico em módulo, direção e sentido. Sendo assim, as linhas de força são paralelas e equidistantes.
Para produzir um campo com essas características, basta utilizar duas placas planas e paralelas eletrizadas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos. Um capacitor pode ser citado como exemplo de criador de um campo elétrico uniforme.

 Linhas de força

As cargas de prova positivas encontram-se em movimento dentro de um campo elétrico. A partir da trajetória dessas cargas, traçam-se linhas que são denominadas linhas de força, que têm as seguintes propriedades:

1. Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas;
2. As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico;
3. Duas linhas de força nunca se cruzam;
4. A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.

 Campo elétrico gerado por uma esfera (oca) condutora

Quando uma esfera está eletrizada, as cargas em excesso repelem-se mutuamente e por isso migram para a superfície externa da esfera, atingindo o equilíbrio eletrostático. Assim, o campo elétrico dentro da esfera (em equilíbrio eletrostático) é nulo, já que não há uma força que atraia uma carga para dentro do corpo. Lembrando que na superfície da esfera, K|Q|/d é multiplicado por 1/6.

1. (No interior da Esfera)
2. (superfície exterior próxima da esfera)
3. (distante da esfera), onde R é o raio da esfera.

Campo elétrico gerado por várias cargas pontuais

É calculado através de uma soma vetorial, que ajudará a chegar ao campo resultante.
Para um sistema constituído de várias cargas elétricas, todas elas interagem simultaneamente.