Campo Elétrico

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Campo Elétrico 
Profª. Andréia Spessatto De Maman 
Campo Elétrico 
Como é possível um canudo eletrizado atrair ou 
repelir um pêndulo, ou um ímã atrair uma pequena 
argola de aço a distância? Como o canudo ou o 
ímã exercem essa ação? Como eles “sabem” que 
há um corpo nas proximidades para atrair? 
 
Campo de uma partícula 
eletricamente carregada 
Uma partícula eletricamente carregada com 
uma carga Q gera um campo elétrico na 
região do espaço em que está colocada. 
Linhas de campo elétrico 
Carga puntiforme positiva Carga puntiforme negativa 
* As linhas de campo se originam em cargas 
positivas e terminam em cargas negativas. 
* As linhas de campo não se cruzam. 
Linhas de campo e vetor campo elétrico 
A densidade das linhas de campo é proporcional ao módulo da força. 
Campo elétrico 
 Definimos campo elétrico 𝐸 em um ponto como a 
força elétrica 𝐹 que atua sobre uma carga 𝑞 nesse 
ponto, dividida pela carga. 
𝐸 = 
𝐹 
𝑞
 
Unidade de medida (S.I) é Newton por Coulomb (N/C) 
 Quando o campo elétrico for conhecido em um dado 
ponto pode-se obter a força elétrica pela mesma 
equação. 
𝐹 = q. 𝐸, logo 
 𝐹12 = 𝐹21 = 𝑞1. 𝐸2 = 𝑞2. 𝐸1 
 
 
Vetor campo elétrico (𝐸) 
Suponha que uma partícula de carga +q seja 
colocada num ponto P de uma região do 
espaço. Se nessa região existe um campo 
elétrico, sobre essa partícula vai atuar uma 
força 𝐹 . 
 
 
 
 
 
Sentido dos vetores 
 Os vetores 𝐸 e 𝐹 tem sempre a mesma 
direção. O que varia é seu sentido. 
 Quando a carga q da partícula é positiva 
(carga de prova), o sentido do campo e da 
força tem a mesma direção. 
 Quando a carga q é negativa, os sentidos 
são opostos. 
 
(Young e Freedman, 2009) 
Exemplo 1 
Uma partícula de carga 𝑞 = 2,5. 10−8C e massa 
5. 10−4𝑘𝑔, colocada num determinado ponto P de 
uma região onde existe um campo elétrico, adquire 
aceleração de 3. 103𝑚/𝑠², devida exclusivamente a 
esse campo. 
a) Qual é o módulo do vetor campo elétrico 𝐸 
nesse ponto? 
b) Qual a intensidade da força elétrica que atua 
numa carga de 5µC colocada nesse mesmo ponto 
P? 
Campo gerado por cargas puntuais 
 O módulo de 𝐸 pode ser obtido pela expressão: 
 
 
 𝐸 = 𝑘.
𝑞1 . 𝑞2
 
 𝑑2 
𝑞2
 𝐸 = k.
𝑄
𝑑2
 
 
 
 E: vetor campo elétrico (N/C) 
 k: constante eletrostática (9.109 𝑁.𝑚²/𝐶²) 
 Q: carga (C) 
 d: distância (m) 
 
 
Exemplo 2 
Duas cargas puntiformes de módulos 
𝑞1 = 2,0. 10
−7𝐶 e 𝑞2 = 8,5. 10
−8𝐶 estão 
separadas por uma distância de 12cm. 
a) Qual o módulo da campo elétrico que 
cada uma cria no local onde está da outra? 
b) Qual o módulo da força que atua sobre 
cada uma delas? 
Exemplo 3 
Considere a distribuição de cargas 
representada na figura, com os seguintes 
valores: d = 10,0cm, 𝑞1 = −𝑞2= 9,00𝑛𝐶 e 
𝑞3 = 8,00𝑛𝐶. Determine o campo elétrico 
no ponto A (onde não há nenhuma 
partícula). 
 
Campo elétrico num condutor 
 Quando há uma distribuição de cargas de 
mesmo sinal de forma desordenada na 
superfície do condutor, seja ele oco ou 
maciço, dizemos ele está em equilíbrio 
eletrostático, desde que: 
• O campo elétrico no interior do 
condutor deve ser nulo (E =0). E na 
parte externa perpendicular a 
superfície. 
 
• O potencial elétrico na parte 
externa do condutor deve ser o 
mesmo em todos os pontos. 
 Se um condutor eletrizado estiver em 
equilíbrio eletrostático, as cargas estarão 
distribuídas em sua superfície e o campo 
elétrico será nulo em todos os pontos do 
seu interior, e em pontos da superfície 
deste condutor 𝐸 será perpendicular a ela. 
 
 
 
Condutor em equilíbrio eletrostático 
Gerador de Van de Graaff 
 É uma máquina eletrostática que foi 
inventada pelo engenheiro holandês 
Robert Jemison Van de Graaff por 
volta de 1929. 
 A máquina foi logo empregada em 
física nuclear para produzir as tensões 
muito elevadas necessárias em 
aceleradores de partículas. 
Gerador de Van de Graaff 
Gaiola de Faraday 
Foi um experimento conduzido por Michael 
Faraday para demonstrar que uma 
superfície condutora eletrizada possui 
campo elétrico nulo em seu interior dado 
que as cargas se distribuem de forma 
homogênea na parte mais externa da 
superfície condutora (o que é fácil de 
provar com a Lei de Gauss), como exemplo 
podemos citar o Gerador de Van de Graaff. 
Blindagem eletrostática 
Quando queremos proteger um aparelho 
qualquer contra influências elétricas, o 
envolvemos com uma capa metálica, isto 
é, o colocamos em um cavidade no 
interior de um condutor. Dizemos que 
ele está blindado, porque nenhum 
fenômeno elétrico externo afetará seu 
funcionamento. Ex: válvulas ou 
dispositivos eletrônicos. 
Poder das pontas 
A intensidade do campo depende da 
densidade das cargas. Quanto maior o módulo 
da densidade, mais intenso será o campo. 
Poder das pontas 
Rigidez dielétrica: É o maior valor do campo elétrico que 
pode ser aplicado a um isolante sem que ele se torne 
condutor. Ex: ar: 3.106N/C