Aula 02 - Eletricidade

Física III
Teórica e Experimental
Campo elétrico
Luiz Guilherme Riva Tonini

Professor Adjunto – Estácio de Sá – Campus Vitória
Doutorando em Engenharia Elétrica - UFES - Campus Vitória
(27) 9-9977-4865 – lgtonini@gmail.com
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CONTEÚDO TEÓRICO
UNIDADE 1: CAMPO ELÉTRICO

1. O conceito de Carga Elétrica
2. Lei de Coulomb
3. Conceito de Campo Elétrico e linhas de Campo Elétrico
4. Campo de uma Carga puntiforme
5. Campo de sistemas e distribuições contínuas de Carga
UNIDADE 2: LEI DE GAUSS

1. Conceito de fluxo do Campo Elétrico
2. Lei de Gauss
3. Aplicações a problemas com simetria plana, cilíndrica e esférica
4. Campo Elétrico em condutores
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Luiz G. R. Tonini – 2021/3
CAMPO ELÉTRICO
Lei de Coulomb
q q
k
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CAMPO ELÉTRICO
Lei de Coulomb
1. Duas partículas de cargas elétricas Q1 = 4,0 . 10-16 C e Q2 = 6,0 . 10-16 C estão
separadas no vácuo por uma distância de 3,0 . 10-9 m. Sendo K0 = 9 . 109 N.m2/ C2, a
intensidade da força de interação entre elas, em Newtons, é de?
2. De acordo com a Lei de Coulomb, assinale a alternativa correta:

a) A força de interação entre duas cargas é proporcional à massa que elas possuem;
b) A força elétrica entre duas cargas independe da distância entre elas;
c) A força de interação entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao
produto entre as cargas;
d) A força eletrostática é diretamente proporcional à distância entre as cargas;
e) A constante eletrostática K é a mesma para qualquer meio material.
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CAMPO ELÉTRICO
Lei de Coulomb
1. Duas partículas eletricamente carregadas com +8,0 . 10-6 C cada uma são
colocadas no vácuo a uma distância de 30cm, onde K0 = 9 . 109 N.m2/C2. A força de
interação entre essas cargas é?
2. Na figura estão representadas duas partículas de cargas de mesmo sinal, cujos

valores são q1 = 5,0 μC e q2 =7,0 μC. Elas estão separadas no vácuo por uma
distância d = 4,0 m. Qual o módulo das forças de interação elétrica entre essas
partículas?
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CAMPO ELÉTRICO
Definição de campo elétrico

É a região em torno de uma carga elétrica dentro da qual ela exerce
ações de origem elétrica
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CAMPO ELÉTRICO
Definição de Trabalho
Variação de energia experimentada por um corpo ao se deslocar de
um ponto para outro no interior de um campo.
𝜍 =𝐹∙𝑑
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CAMPO ELÉTRICO
Definição de potencial
Potencial elétrico (tensão) é energia potencial por unidade de
carga
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CAMPO ELÉTRICO
Definição de potencial
As carga POSITIVAS se deslocam do ponto de MAIOR para o ponto de MENOR
potencial, enquanto as NEGATIVAS se deslocam do ponto de MENOR para o
ponto de MAIOR potencial.
A diferença (VA-VB) é denominada de diferença de potencial (ddp) e

normalmente representada por VAB, U ou simplesmente V (TENSÃO)
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CAMPO ELÉTRICO
Análise por 3 partículas
Qual a equação resultante da força em Q1 e Q2 nas 3 situações?

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CAMPO ELÉTRICO
Atividades
A Fig. 21-30 mostra um sistema de quatro partículas carregadas, com θ = 30,0° e d = 2,00 cm. A carga
da partícula 2 é q2 = +8,00*10- 19 C; a carga das partículas 3 e 4 é q3 = q4 = - 1,60*10-19 C.
(a) Qual deve ser a distância D entre a origem e a partícula 2 para que a força que age sobre a
partícula 1 seja nula?
(b) (b) Se as partículas 3 e 4 são aproximadas do eixo x mantendo-se simétricas em relação a esse
eixo, o valor da distância D é maior, menor ou igual ao do item (a)?
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CAMPO ELÉTRICO
Atividades
Na figura abaixo, quatro partículas formam um quadrado.
As cargas são q1 = q4 = Q e q2 = q3 = q.
(a) Qual deve ser o valor da razão Q/q para que a força eletrostática total a que as partículas 1 e 4
estão submetidas seja nula?
(b) (b) Existe algum valor de q para o qual a força eletrostática a que todas as partículas estão
submetidas seja nula? Justifique sua resposta.
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CAMPO ELÉTRICO
Definição
O campo elétrico é um campo vetorial, já que consiste em uma distribuição de
vetores, um para cada ponto de uma região em tomo de um objeto eletricamente
carregado.
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CAMPO ELÉTRICO
Linhas de campo elétrico

Em qualquer ponto, a orientação de uma linha de campo retilínea ou a orientação da
tangente a uma linha de campo não retilínea é a orientação do campo elétrico Ê
nesse ponto.
As linhas de campo são desenhadas de tal forma que o número de linhas por unidade
de área, medido em um plano perpendicular às linhas, é proporcional ao módulo de
Ê.
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CAMPO ELÉTRICO
Linhas de campo elétrico

Quando colocamos uma carga de prova positiva q0 nas proximidades de n cargas
pontuais q1, q2, ... , qn a carga de prova é submetida a uma força total F0 dada por:
Assim, o campo elétrico total na posição da carga de prova é dado por:
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CAMPO ELÉTRICO
Atividades
Na Figura abaixo, as três partículas são mantidas fixas no lugar e têm cargas q1 = q2 =
+e e q3 = +2e. A distância a= 6,00 μ,m. Determine (a) o módulo e (b) a direção do
campo elétrico no ponto P.
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CAMPO ELÉTRICO
Atividades
Na Figura abaixo, a partícula 1 (de carga + 1,00 μ,C), a partícula 2 (de carga+ 1,00 μ,C)
e a partícula 3 (de carga Q) formam um triângulo equilátero de lado a. Para que valor
de Q (sinal e valor) o campo elétrico no centro do triângulo é nulo?
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CAMPO ELÉTRICO
Atividades
Na Figura abaixo, a partícula 1, de carga q1 = 1,00 pC, e a partícula 2, de carga q2 = -
2,00 pC, são mantidas fixas, separadas por uma distância d = 5,00 cm. Determine, em
termos dos vetores unitários, o campo elétrico (a) no ponto A; (b) no ponto B; ( c) no
ponto C. ( d) Faça um esboço das linhas de campo elétrico.
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CAMPO ELÉTRICO
Atividades (EXTRA)
Demonstre usando o princípio da superposição dos campos magnéticos o:
• Campo Elétrico Produzido por um Dipolo Elétrico.
• Campo elétrico de um arco de circunferência carregado
• Campo Elétrico Produzido por um Disco Carregado
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO
Luiz Guilherme Riva Tonini

Professor Adjunto – Estácio de Sá – Campus Vitória
Doutorando em Engenharia Elétrica - UFES - Campus Vitória
(27) 9-9977-4865 – lgtonini@gmail.com
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UNIDADE 1: CAMPO ELÉTRICO

UNIDADE 2: LEI DE GAUSS

2. De acordo com a Lei de Coulomb, assinale a alternativa correta:

2. Na figura estão representadas duas partículas de cargas de mesmo sinal, cujos

Definição de campo elétrico

A diferença (VA-VB) é denominada de diferença de potencial (ddp) e

Análise por 3 partículas

Qual a equação resultante da força em Q1 e Q2 nas 3 situações?

Linhas de campo elétrico

Linhas de campo elétrico

Assim, o campo elétrico total na posição da carga de prova é dado por:

• Campo Elétrico Produzido por um Dipolo Elétrico.

• Campo elétrico de um arco de circunferência carregado

• Campo Elétrico Produzido por um Disco Carregado

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