Eletrostática
Professor Sandro Dias Martins
Um corpo de massa m, quando nas
proximidades da Terra, é atraído devido à região
de perturbação que a Terra cria ao redor de si,
denominada campo gravitacional.
Assim como a Terra, as cargas elétricas
também criam ao seu redor uma região de
perturbação eletrostática, denominada
campo elétrico.

Dada uma carga elétrica Q fixa, nota-se,
quando dela se aproxima uma carga de prova
q, o surgimento de uma força de interação
elétrica. Essa força ocorre, porque q está na
região de campo elétrico criado pela carga
elétrica fixa e puntiforme Q.
O campo elétrico criado por uma carga elétrica
puntiforme e fixa é a força elétrica por
unidade de carga de prova.
Q - carga que origina o campo elétrico;
q - carga de prova (serve para testar o campo elétrico).
Para se determinar o vetor campo elétrico (E):
Intensidade:
Direção: mesma de F (reta que une as cargas)
Sentido: se q > O, é o mesmo da força (F);
se q < O, é contrário ao da força(F).
Unidades (SI)
Outra unidade para o campo elétrico no SI é o
volt por metro (V/m).

É possível determinar o campo elétrico num
ponto do espaço, mesmo sem conhecer ou
existir a carga de prova q.
Para se determinar o campo elétrico em função da
carga que o origina:
Intensidade:
Direção: da reta que une a carga ao ponto onde se
quer calcular o campo.

Sentido:
se Q > O, o campo é de afastamento da carga (veja
o quadro de força e campo);
se Q < O, o campo elétrico é de aproximação da
carga (veja o quadro de força e campo).

O campo elétrico não depende da carga de prova q.

O campo elétrico depende da carga que origina Q,
da distância d do meio K.

A relação
pode ser aplicada em qualquer
região de campo elétrico.

A relação
só pode ser aplicada para
carga elétrica fixa e puntiforme.

Para que haja campo elétrico, é necessária a
presença de uma única carga elétrica, fixa,
independentemente de existir ou não carga
elétrica de prova.

Vimos até agora que o campo elétrico é uma região
de perturbação eletrostática, criada por uma carga
elétrica Q, puntiforme e fixa.

Numa distribuição de cargas elétricas, o campo
elétrico resultante num ponto será a soma vetorial
dos campos individualmente criados pelas cargas do
sistema nesse referido ponto.
Dado o sistema de cargas elétricas:
O campo elétrico resultante será:
Para duas cargas elétricas temos:
Para calcular o campo elétrico resultante, valem
todos os casos particulares estudados para adição de
vetores:
As linhas de força são linhas imaginárias que
construímos ao redor de uma carga elétrica
ou de uma distribuição de cargas, e servem
para mostrar o comportamento do campo
elétrico numa certa região do espaço.

A intensidade do campo elétrico é
proporcional à densidade de linhas, ou seja,
quanto mais próximas as linhas se
encontram, mais intenso é o campo.

A direção do campo elétrico é tangente às
linhas de força e o seu sentido é o mesmo das
linhas.
E1 > E2 , porque a densidade de linhas em P1 é maior
do que em P2.

As linhas de força não se cruzam em nenhum
ponto.

Quanto maior o número de linhas que
chegam a uma carga elétrica ou dela saem,
tanto maior será o módulo dessa carga.

Numa determinada região do espaço
encontram-se duas cargas elétricas, Q e q.
Sejam:
Q - carga elétrica puntiforme e fixa;
q - carga elétrica de prova, abandonada na
região de campo elétrico da carga Q.
A carga elétrica q, por estar numa região de campo
elétrico, recebe a ação de uma força elétrica.

A carga q só consegue realiza esse
movimento devido à energia potencial
elétrica que possui armazenada na região de
campo elétrico criado pela carga Q. Essa
energia e dada por:
O potencial elétrico é uma grandeza escalar
que mede a energia potencial elétrica
existente num sistema, por unidade de carga
de prova.

O potencial elétrico de referência é o
potencial da Terra convencionado como
sendo zero:

A diferença de potencial (ddp) entre dois
pontos, A e B, de potenciais elétricos,
respectivamente, VA e VB , é dada por:

Numa distribuição de cargas elétricas, o
potencial é dado pela soma dos potenciais de
cada carga.
As linhas de força criadas por cargas elétricas
puntiformes e isoladas uma das outras são radiais;
de afastamento (se forem cargas positivas) e
aproximação (para cargas negativas).
Agora, as linhas de força determinam um campo
elétrico uniforme quando elas forem paralelas e
igualmente espaçadas.
Obtém-se um campo elétrico uniforme entre duas
placas planas, paralelas e carregadas com cargas
elétricas de mesmo módulo, porém de sinais
contrários. As linhas de força, nesta região, são
todas paralelas e igualmente espaçados.
Vamos considerar apenas a força elétrica atuando na
carga.
A carga q recebe a ação de uma força elétrica na mesma
direção e no mesmo sentido das linhas de força.
O movimento de carga será:
(Vo = O) - a partícula inicia um movimento
uniformemente acelerado a favor das linhas de
força.
(Vo ≠ O) - e no mesmo sentido das linhas - a partícula
descreve um movimento uniformemente acelerado.
(Vo ≠ O) - e no sentido contrário ao das linhas - a
partícula descreve um movimento uniformemente
retardado.
A carga q recebe a ação de uma força elétrica na
mesma direção e em sentido contrário ao das linhas
de força. O movimento da carga será:
(Vo = O) - a partícula inicia um movimento
uniformemente acelerado no sentido contrário
ao das linhas de força.
(Vo ≠ O) - e no mesmo sentido das linhas - a
partícula descreve um movimento
uniformemente retardado.
(Vo ≠ O) - e no sentido contrário ao das linhas - a
partícula descreve um movimento
uniformemente acelerado.
Se o lançamento for perpendicular às linhas de
força, temos:
A trajetória descrita pela carga elétrica é parabólica