Fisica3 (Eletromagnetismo)

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24 CAPÍTULO 22
Figura 22-3 (a) Uma força
eletro tática F age sobre uma carga
de pro, ·a positiva colocada nas
proximidades de uma placa muito
grande. não condutora, com uma
cti tribuição uniforme de cargas
po itivas em uma das superfícies. (b)
O vetor campo elétrico Ê na posição
da carga de prova e as linhas de campo
na vizinhanças da placa. As linhas
de campo elétrico começam na placa
positivamente carregada. (e) Vista
lateral de (b).
Carga de
-1' -1' prova
1 1
/ ~ositiva
<}-L~
{ { -
-r -1' F
--~~-,--~{ -,--{'--~ ~"""'11>---
E
(a) ( b) (e)
buída na placa, todos os vetores campo elétrico têm o mesmo módulo. Esse tipo de
campo elétrico, no qual os vetores têm o mesmo módulo e a mesma orientação em
todos os pontos do espaço, é chamado de campo elétrico uniforme.
Naturalmente, nenhuma placa real não condutora (como, por exemplo, um pedaço
de plástico) tem dimensões infinitas; entretanto, na região próxima do centro
de uma placa real, longe das bordas, o campo elétrico e as linhas de campo têm a
orientação das Figs. 22-3b e 22-3c.
A Fig. 22-4 mostra as linhas de campo para duas cargas positivas iguais. A Fig.
22-5 mostra as linhas de campo para duas cargas de mesmo valor absoluto e sinais
opostos, uma configuração conhecida como dipolo elétrico. Embora as linhas de
campo raramente sejam usadas de forma quantitativa, são muito úteis para visualizar
as configurações de campo elétrico.
22-4 Campo Elétrico Produzido por uma Carga Pontual
Para determinar o campo elétrico produzido a uma distância r de uma carga pontual
q, colocamos uma carga de prova q 0 nesse ponto. De acordo com a lei de Coulomb
(Eq. 21-1), o módulo da força eletrostática que age sobre q 0 é dado por
I! = _1_ qqº r.
41re 0 r 2 (22-2)
O sentido de Fé para longe da carga pontual se q for positiva e na direção da carga
pontual se q for negativa. De acordo com a Eq. 22-1, o módulo do vetor campo
elétrico é dado por
(carga pontual). (22-3)
Figura 22-4 Linhas de campo para
duas cargas pontuais positivas iguais. As
cargas se repelem. (As linhas terminam
em cargas negativas distantes.) Para
visualizar o padrão tridimensional das
linhas de campo, gire mentalmente a
figura em tomo de um eixo passando
pelas cargas. O padrão tridimensional
das linhas de campo e o campo elétrico
que as linhas representam possuem
simetria rotacional em relação a esse
eixo. A figura mostra também o vetor
campo elétrico em um ponto do espaço;
o vetor é tangente à linha de campo que
passa pelo ponto.
O sentido de Ê é o mesmo que o da força que age sobre a carga de prova: para longe
da carga pontual se q é positiva e na direção da carga pontual se q é negativa.
Figura 22-5 Linhas de campo para uma carga
pontual positiva e uma carga pontual negativa de
mesmo valor absoluto situada nas proximidades.
As cargas se atraem. O padrão tridimensional
de linhas de campo e o campo elétrico que as
linhas representam possuem simetria rotacional
em relação a um eixo passando pelas cargas. A
figura mostra também o vetor campo elétrico em
um ponto do espaço; o vetor é tangente à linha de
campo que passa pelo ponto.