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AULA SOBRE CAMPO ELÉTRICO 3 ano E.M.pptx
- 1. TEMA DA AULA Campo Elétrico
- 2. APRENDIZAGENS ESPERADAS • Compreender a Noção de Carga Elétrica. Calcular o módulo do vetor campo elétrico criado por carga pontual. Resolver situações-problema que exigem a determinação do campo elétrico resultante de uma configuração de três ou mais cargas dispostas no plano. • Reconhecer a existência de campo elétrico em região próxima a um corpo eletrizado, detectando-o por intermédio da colocação de uma cargade prova. Identificar as características de um campo elétrico uniforme, aplicando-as na resolução de situações- problema.
- 3. •Por que podemos receber choque elétrico mesmo sem tocar em um corpo eletrizado? SITUAÇÃO PROBLEMATICA
- 4. • Campo elétrico é uma propriedade física estabelecida em todos os do espaço que estão sob a influência uma carga elétrica (carga fonte), tal que uma outra carga (carga de ao ser colocada em um desses fica sujeita a uma força de atração de repulsão exercida pela carga Conceito e descrição de Campo Elétrico. 𝐹𝑒𝐵 𝐹𝑒𝐶 𝐹𝑒𝐴 𝑞𝐴 𝑞𝐶 𝑞𝐵 CAMPO ELÉTRICO Q
- 5. Definição do vetor Campo Elétrico Da definição, obtêm-se as características do vetor E: • intensidade: 𝑬 = 𝑭 𝒒 e ; • direção: a mesma da força Fe ; • sentido: o mesmo da força Fe , se q for positiva; contrário ao da força Fe , se q for negativa. q 𝐹𝑒 𝐸 𝑃 𝑄
- 6. Orientação do vetor campo elétrico 𝑸 q 𝐹𝑒 𝐸 𝑃 𝑸 q 𝑃 q 𝑃 𝑸 𝐹𝑒 𝐸 𝐸 𝐹𝑒 q 𝑃 𝑸 𝐹𝑒 𝐸
- 7. Campo Elétrico de uma partícula eletrizada 𝐸 𝑃 𝑄 𝑑 𝐸 𝑃 𝑄 𝑑 𝐹𝑒 = 𝑘. 𝑄. 𝑞 𝑑2 (I) 𝐸 = 𝐹𝑒 𝑞 → 𝐹𝑒 = 𝑞 . E (II) 𝑞 E = 𝑘. 𝑄. 𝑞 𝑑2 → E = 𝑘. 𝑄 𝑑2
- 8. Campo Elétrico de uma partícula eletrizada E = 𝑘. 𝑄 𝑑2 𝐸 𝑑 𝟎 Gráfico do E x d.
- 9. Campo Elétrico devido a duas ou mais partículas eletrizadas 𝐀 𝑸𝑨 𝑩 𝑬𝑩 𝑬𝑷 𝑬𝑨 𝑸𝑩 𝜶 𝐸𝑃 = 𝐸𝐴 + 𝐸𝐵 𝑷
- 10. Campo Elétrico devido a duas ou mais partículas eletrizadas 𝑩 𝐀 𝑸𝑨 𝑬𝑩 𝑬𝑷 𝑬𝑨 𝑸𝑩 𝜶 𝐸𝑃 = 𝐸𝐴 + 𝐸𝐵 𝑷
- 11. Campo Elétrico devido a duas ou mais partículas eletrizadas 𝑩 𝐀 𝑸𝑩 𝑸𝑨 𝑬𝑩 𝑬𝑷 𝑬𝑨 𝜶 𝑷 𝐸𝑃 = 𝐸𝐴 + 𝐸𝐵
- 12. Campo Elétrico devido a duas ou mais partículas eletrizadas 𝐸𝑃 = 𝐸𝐴 + 𝐸𝐵 + … + 𝐸𝑛 𝑬𝑨 𝑩 𝐀 𝑸𝑨 𝑬𝑩 𝑬𝒏 𝑸𝑩 𝑷 𝑸𝒏 𝒏
Notas do Editor
- <a href='https://www.freepik.com/photos/people'>People photo created by wayhomestudio - www.freepik.com</a>
- Descargas elétricas podem percorrer o espaço entre um corpo eletrizado e o nosso, causando um choque elétrico. Para compreender esse fenômeno, é importante que os alunos entendam o conceito de rigidez dielétrica, já menciona o neste u emento, mas que merece comentários adicionais. Um isolante pode se tornar condutor se submetido a campos elétricos de determinadas intensidades. O vidro, por exemplo, é isolante em condições normais, mas se torna condutor de eletricidade se submetido a um campo elétrico da ordem de 10 7 N/C. O maior valor de campo elétrico que pode ser imposto a um isolante sem que ele se torne um condutor é denominado riGidez dielétrica Com relação à questão introdutória, vale considerar que a rigidez dielétrica do ar é cerca de 3 3 10 6 N/C, menor, portanto, que a rigidez dielétrica do vidro. No caso do ar, devemos observar que a umidade relativa interfere no valor da rigidez dielétrica, de modo que, embora sem proporcionalidade, maior umidade representa menor rigidez dielétrica. Com ajuda de um gerador de Van de Graaff escolar, isto é, produzido especialmente para demonstrações em laboratórios escolares, é possível detectar a rigidez dielétrica do ar. Para tanto, basta aproximar lentamente um condutor da cúpula do gerador até o momento em que ocorre uma descarga elétrica entre a cúpula e o condutor. Com essa demonstração, os alunos poderão avaliar que a medida da distância (d) entre o condutor e a cúpula, no momento da descarga, está relacionada à quantidade de carga acumulada na cúpula e também ao fato, que ainda será discutido, de que o campo elétrico em um ponto próximo a um corpo eletrizado depende do inverso do quadrado da Distância entre o ponto e o corpo eletriza-o.
- Para melhor compreensão, considere uma região do espaço inicialmente livre da influência de qualquer carga elétrica. Coloquemos nessa região um corpo eletrizado com carga elétrica Q. A presença desse corpo produz nos pontos da região uma propriedade física a mais: o campo elétrico gerado por Q. Se uma carga de prova q for colocada em um ponto P desse campo, uma força elétrica Fe atuará sobre ela. O vetor campo elétrico estabelecido no ponto P pela carga Q é então definido pelo quociente da força Fe pela carga de prova q Observe, a partir da definição, que a unidade de campo elétrico é o quociente da unidade de força pela unidade de carga elétrica. No SI, a intensidade de força é expressa em newton (N) e a carga elétrica em coulomb (C).
- A seguir estão representadas as orientações do vetor campo elétrico E devido a uma carga fonte Q. Observe, nas figuras acima, que: Quando a carga de prova q é positiva, os vetores força elétrica cFe d e campo elétrico cEd têm a mesma direção e o mesmo sentido. Quando a carga de prova q é negativa, os vetores Fe e E têm a mesma direção, mas sentidos opostos. O vetor campo elétrico em um ponto P devido a uma carga Q positiva sempre tem sentido de afastamento em relação a ela, enquanto o vetor campo elétrico devido a uma carga Q negativa sempre tem sentido de aproximação em relação a ela, independentemente do sinal da carga de prova q.
- Para melhor entendimento, imagine uma região do espaço onde não existam influências de massas ou de cargas elétricas. Colocando-se aí uma partícula eletrizada com carga Q, essa região ficará sob a influência dessa carga elétrica, existindo agora um campo elétrico E gerado por Q. Em cada ponto dessa região podemos indicar o campo elétrico por meio do vetor E. Para calcularmos a intensidade do vetor campo elétrico em um ponto P situado a uma distância d da carga fonte Q, imagine uma carga de prova q nesse ponto. Nessa carga de prova atua uma força, cuja intensidade é dada pela Lei de Coulomb: (equação I) Para calcularmos a intensidade do vetor campo elétrico em um ponto P situado a uma distância d da carga fonte Q, imagine uma carga de prova q nesse ponto. Nessa carga de prova atua uma força, cuja intensidade é dada pela Lei de Coulomb O módulo do vetor campo elétrico no ponto P é dado por: (equação II)
- A representação gráfica da intensidade do vetor campo E, em função da distância entre o ponto considerado e a carga fonte Q, é a curva observada no diagrama a seguir
- Para determinar o campo elétrico resultante em um ponto de uma região onde existem duas ou mais partículas eletrizadas, devemos analisar separadamente a influência produzida por uma das cargas, depois pela outra, e assim por diante. Para entender melhor, imaginemos um ponto P dessa região. Em outros dois pontos, A e B, são colocadas duas partículas eletrizadas com cargas QA e QB , respectivamente. O ponto P fica sob a influência simultânea de dois campos elétricos, um devido a QA e outro devido a QB . O vetor campo elétrico resultante no ponto P é dado pela soma dos vetores EA e EB , devido a QA e QB , respectivamente, como ilustram as figuras a seguir: Perceba que, se tivermos n partículas eletrizadas, em cada ponto do espaço que estiver sob a influência dessas cargas teremos n vetores, cada um representando o campo criado por uma das cargas. O vetor campo elétrico resultante será a soma des ses n vetores:
- Para determinar o campo elétrico resultante em um ponto de uma região onde existem duas ou mais partículas eletrizadas, devemos analisar separadamente a influência produzida por uma das cargas, depois pela outra, e assim por diante. Para entender melhor, imaginemos um ponto P dessa região. Em outros dois pontos, A e B, são colocadas duas partículas eletrizadas com cargas QA e QB , respectivamente. O ponto P fica sob a influência simultânea de dois campos elétricos, um devido a QA e outro devido a QB . O vetor campo elétrico resultante no ponto P é dado pela soma dos vetores EA e EB , devido a QA e QB , respectivamente, como ilustram as figuras a seguir: Perceba que, se tivermos n partículas eletrizadas, em cada ponto do espaço que estiver sob a influência dessas cargas teremos n vetores, cada um representando o campo criado por uma das cargas. O vetor campo elétrico resultante será a soma des ses n vetores:
- Para determinar o campo elétrico resultante em um ponto de uma região onde existem duas ou mais partículas eletrizadas, devemos analisar separadamente a influência produzida por uma das cargas, depois pela outra, e assim por diante. Para entender melhor, imaginemos um ponto P dessa região. Em outros dois pontos, A e B, são colocadas duas partículas eletrizadas com cargas QA e QB , respectivamente. O ponto P fica sob a influência simultânea de dois campos elétricos, um devido a QA e outro devido a QB . O vetor campo elétrico resultante no ponto P é dado pela soma dos vetores EA e EB , devido a QA e QB , respectivamente, como ilustram as figuras a seguir: Perceba que, se tivermos n partículas eletrizadas, em cada ponto do espaço que estiver sob a influência dessas cargas teremos n vetores, cada um representando o campo criado por uma das cargas. O vetor campo elétrico resultante será a soma des ses n vetores:
- Para determinar o campo elétrico resultante em um ponto de uma região onde existem duas ou mais partículas eletrizadas, devemos analisar separadamente a influência produzida por uma das cargas, depois pela outra, e assim por diante. Para entender melhor, imaginemos um ponto P dessa região. Em outros dois pontos, A e B, são colocadas duas partículas eletrizadas com cargas QA e QB , respectivamente. O ponto P fica sob a influência simultânea de dois campos elétricos, um devido a QA e outro devido a QB . O vetor campo elétrico resultante no ponto P é dado pela soma dos vetores EA e EB , devido a QA e QB , respectivamente, como ilustram as figuras a seguir: Perceba que, se tivermos n partículas eletrizadas, em cada ponto do espaço que estiver sob a influência dessas cargas teremos n vetores, cada um representando o campo criado por uma das cargas. O vetor campo elétrico resultante será a soma des ses n vetores: