O documento descreve o campo elétrico, definindo-o como uma propriedade física estabelecida em todos os pontos do espaço sob influência de uma carga elétrica, que exerce força sobre outra carga colocada nesses pontos. Também apresenta a unidade do campo elétrico no SI, equações para calcular sua intensidade e como depende de fatores como carga, distância e meio.

1. MÓDULO 9- CAMPO ELÉTRICO
PROFESSOR EMANUEL
MACEDO

3. É uma propriedade física estabelecida em todos os pontos do espaço
que estão sob a influência de uma carga elétrica (carga fonte), tal que
uma outra carga (carga de prova), ao ser colocada num desses pontos,
fica sujeita a uma força de atração ou de repulsão, exercida pela
carga fonte.

4. Unidade de E do SI: N/C
Quando uma carga de prova q é colocada em um ponto do espaço e
sofre a ação de uma força F, dizemos, que, por definição, a razão
entre F e q é igual ao módulo do campo elétrico E naquele ponto.
q
F
E



| E | =
F
q
|

5.  Sentido:
se Q > O, o campo é de afastamento da carga (veja
o quadro de força e campo);
se Q < O, o campo elétrico é de aproximação da
carga (veja o quadro de força e campo).

6. Sendo q > 0, F e E têm o mesmo sentido; sendo q < 0, F e E têm sentidos
contrários. F e E têm sempre a mesma direção.
CONCLUSÕES
 Carga fonte positiva (Q > O) gera
campo elétrico de afastamento.
 Carga fonte negativa (Q < O)
gera campo elétrico de
aproximação.
 Uma partícula eletrizada (Q)
gera campo elétrico na região do
espaço que a circunda, porém, no
ponto onde foi colocada, o vetor
campo, devido à própria
partícula, é nulo.

7. Q _ Carga fonte
q _ Carga de prova colocada em um
ponto P no campo gerado por Q.
d _ distância do ponto P à carga
fonte Q
O módulo do campo elétrico em um ponto P, no qual uma carga q fica sob
ação de uma força de módulo F, é obtido a partir da relação:
2
2
.
d
Q
K
q
d
q
Q
K
q
F
E 


2
d
Q
K
E 

8.  É importante salientar que a existência do campo elétrico em um ponto não
depende da presença da carga de prova naquele ponto. Assim, existe um campo
elétrico em cada um dos pontos, embora não haja carga de prova em nenhum
deles.
 A outra unidade de intensidade de campo elétrico, no Sistema Internacional de
Unidades (SI), é o volt por metro ( V/m ).
 A intensidade, direção e sentido dependem do ponto do campo, da carga do
corpo que produz o campo e do meio que o envolve.
O gráfico representa a intensidade
do vetor E, criado por uma partícula
eletrizada com carga Q em função da
distância d.
Vejamos algumas observações
importantes

9.  As cargas Q1, Q2 e
Q3 originam,
separadamente, os
vetores campo
elétrico E1, E2 e E3.
 O vetor campo
elétrico resultante E
é a soma vetorial
dos vetores campos
E1, E2 e E3 que as
cargas originam
separadamente no
ponto P.

10. O conceito de linhas de força foi introduzido pelo físico inglês M. Faraday, no século
XIX, com a finalidade de representar o campo elétrico através de diagramas.

11. Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
a
partir
de
imagem
de
Autor
Desconhecido.
LINHAS DE FORÇA

12. LINHAS DE FORÇA

13. LINHAS DE FORÇA

14. Um campo elétrico denomina-se uniforme em uma região do espaço se
o vetor campo elétrico é o mesmo em todos os pontos da região
(mesma direção, mesmo sentido e mesma intensidade). Nele, as linhas
de força são retas paralelas igualmente orientadas e espaçadas.
Pode-se demonstrar que o campo entre
duas placas planas, paralelas e de
espessura desprezível é uniforme.

16. 16
MOVIMENTO DE UMA CARGA EM
UM CAMPO UNIFORME
1° caso: carga q colocada em repouso dentro do
campo

17. 17
MOVIMENTO DE UMA CARGA EM
UM CAMPO UNIFORME
2° caso: carga q colocada em movimento dentro do
campo

18. 18
MOVIMENTO DE UMA CARGA EM
UM CAMPO UNIFORME
3° caso: carga q lançada com uma velocidade
perpendicular a linha de campo elétrico

21. O Campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo

22. O Campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio eletrostático é nulo

23. A FORMAÇÃO DOS RAIOS
Experiências realizadas com naves e
balões mostram que as nuvens de
tempestades (responsáveis pelos raios)
apresentam, geralmente, cargas elétricas
positivas na parte superior e negativas,
na inferior.
As cargas positivas estão entre 6 e 7 km de
altura, enquanto que as negativas, entre 3 e 4
km.
Para que uma descarga elétrica (raio) tenha
início, não há necessidade de que o campo
elétrico atinja a rigidez dielétrica do ar (3
MV/m), mas se aproxime dela (10 kV/m são
suficientes).
0 fenômeno inicia-se com uma primeira etapa:
uma descarga piloto, de pouca luminosidade, na
forma de árvore invertida, da nuvem para a
Terra . Ela vai ionizando o ar.
Uma vez que a descarga piloto atinja o solo,
tem início uma segunda etapa: a descarga
principal. Ela é de grande luminosidade,
dirigida da Terra para a nuvem, tem
velocidade da ordem de 30 000 km/s.
Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
a
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de
imagem
de
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Desconhecido.

24. 0 efeito luminoso
do raio é
denominado
relâmpago e o
efeito sonoro, que
resulta do forte
aquecimento do
ar originando sua
rápida expansão,
é denominado
trovão. Há raios
não só entre uma
nuvem e a Terra,
mas entre nuvens
e entre as partes
de uma mesma
nuvem.
Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
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de
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Autor
Desconhecido.

25. O PARA-RAIOS
 0 objetivo principal de um para-raios é proteger uma certa região ou
edifício ou residência, ou semelhante, da ação danosa de um raio. Estabelece-
se, com ele, um percurso seguro da descarga principal entre a Terra e a
nuvem.
 Um para-raios consta, essencialmente, de uma haste metálica disposta
verticalmente na parte mais alta do edifício a proteger. A extremidade
superior da haste termina em várias pontas e a inferior é ligada à terra
através de um cabo metálico, que é introduzido profundamente no terreno.
 Quando uma nuvem eletrizada passa nas proximidades do para-raios, ela
induz neste cargas de sinal contrário. 0 campo elétrico, nas vizinhanças das
pontas, torna-se tão intenso que ioniza o ar e força a descarga elétrica
através do para-raios, que proporciona, ao raio, um caminho seguro até a
terra.
Imagem:
SEE-PE,
redesenhado
a
partir
de
imagem
de
Autor
Desconhecido.

26. 26
 Como existe simetria podemos considerar uma carga
pontual localizada no centro
 Campo no interior E=0 e no exterior

27. 27
 Densidade de cargas maior nas pontas.
 Conhecido como “poder das pontas
 A concentração de cargas em um corpo
pontiagudo é maior nas pontas ”.

28. 28
 Equilíbrio eletrostático no interior: Gaiola de Faraday