Determinar A Intensidade Do Campo Elétrico

Reza October 10, 2022
1 Determinar la intensidad del campo eléctrico en el punto medio P

A intensidade do campo elétrico é uma grandeza física que representa a força elétrica que age sobre uma carga elétrica unitária em um ponto específico do espaço. Essa grandeza é medida em volts por metro (V/m) e é representada pela letra E. O campo elétrico é gerado por cargas elétricas, e pode ser determinado a partir da Lei de Coulomb ou da Lei de Gauss.

Lei de Coulomb

A Lei de Coulomb é uma das leis fundamentais da eletrostática, que descreve a força elétrica entre duas cargas elétricas puntiformes e estacionárias. Essa lei estabelece que a força elétrica entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

Matematicamente, a Lei de Coulomb pode ser escrita da seguinte maneira:

F = k * (q1 * q2) / r^2

Onde:

  • F é a força elétrica entre as cargas, medida em Newtons (N);
  • k é a constante eletrostática do vácuo, cujo valor é 9 x 10^9 Nm^2/C^2;
  • q1 e q2 são as cargas elétricas, medidas em Coulombs (C);
  • r é a distância entre as cargas, medida em metros (m).

A partir da Lei de Coulomb, é possível determinar a intensidade do campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme em um ponto específico do espaço. Para isso, basta dividir a força elétrica pela carga elétrica de prova, que é uma carga de valor conhecido que é colocada no ponto em questão para medir o campo elétrico.

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Matematicamente, a intensidade do campo elétrico pode ser escrita da seguinte maneira:

E = F / q

Onde:

  • E é a intensidade do campo elétrico, medida em volts por metro (V/m);
  • F é a força elétrica entre a carga e a carga de prova, medida em Newtons (N);
  • q é a carga elétrica de prova, medida em Coulombs (C).

Lei de Gauss

A Lei de Gauss é outra lei fundamental da eletrostática, que relaciona o fluxo elétrico que atravessa uma superfície fechada com a carga elétrica contida dentro dessa superfície. Essa lei estabelece que o fluxo elétrico através de uma superfície fechada é proporcional à carga elétrica contida dentro dessa superfície.

Matematicamente, a Lei de Gauss pode ser escrita da seguinte maneira:

Φ = Q / ε0

Onde:

  • Φ é o fluxo elétrico que atravessa a superfície fechada, medido em Coulombs (C);
  • Q é a carga elétrica contida dentro da superfície fechada, medida em Coulombs (C);
  • ε0 é a constante dielétrica do vácuo, cujo valor é 8,85 x 10^-12 F/m.

A Lei de Gauss também pode ser usada para determinar a intensidade do campo elétrico em um ponto específico do espaço, desde que haja simetria na distribuição de cargas elétricas. Para isso, é necessário escolher uma superfície gaussiana que envolva o ponto em questão e que apresente simetria em relação às cargas elétricas. A intensidade do campo elétrico é dada pela seguinte fórmula:

E = Φ / A * ε0

Onde:

  • E é a intensidade do campo elétrico, medida em volts por metro (V/m);
  • Φ é o fluxo elétrico que atravessa a superfície gaussiana, medido em Coulombs (C);
  • A é a área da superfície gaussiana, medida em metros quadrados (m^2);
  • ε0 é a constante dielétrica do vácuo, cujo valor é 8,85 x 10^-12 F/m.

Conclusão

A determinação da intensidade do campo elétrico é uma importante aplicação da eletrostática, que permite entender o comportamento das cargas elétricas em um ponto específico do espaço. A intensidade do campo elétrico pode ser determinada a partir da Lei de Coulomb ou da Lei de Gauss, dependendo das características da distribuição de cargas elétricas. É importante ressaltar que a intensidade do campo elétrico não depende da carga elétrica de prova utilizada para medir o campo, mas sim da carga elétrica geradora do campo.

FAQs

1) Qual é a unidade de medida da intensidade do campo elétrico?

A intensidade do campo elétrico é medida em volts por metro (V/m).

2) O que é a carga elétrica de prova?

A carga elétrica de prova é uma carga de valor conhecido que é colocada em um ponto específico do espaço para medir o campo elétrico gerado por uma carga elétrica. A carga elétrica de prova não interfere no campo elétrico gerado pela carga elétrica em questão.

3) É possível determinar a intensidade do campo elétrico em qualquer ponto do espaço?

Nem sempre é possível determinar a intensidade do campo elétrico em qualquer ponto do espaço, pois isso depende da distribuição de cargas elétricas presentes nesse ponto. A Lei de Gauss só pode ser aplicada em casos de simetria na distribuição de cargas elétricas, enquanto a Lei de Coulomb pode ser aplicada em casos mais gerais.

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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