Campo Elétrico

1. Campo Elétrico Conceito e Matemática

2. Como uma carga “sabe” que a outra está lá? • Mesmo à distância, elas se atraem ou se repelem. • Ainda não foi descoberto “nada material” entre elas. FEL FEL

3. Para responder isso, dois esclarecimentos: • Outras dimensões não é coisa de filme de ficção científica. • Ver filme “Planolândia”. • Analogia: garotos jogando bolinha de gude...

4. Analogia das Bolinhas de Gude • Um rapaz observa da janela de um prédio....

5. Analogia das Bolinhas de Gude • ...um menino jogar bolinhas de gude num tanque de areia.

6. Analogia das Bolinhas de Gude • Ele percebe que as bolinhas são “REPELIDAS” por certos lugares e “ATRAÍDAS” por outros. • Qual é a explicação para isso?

7. Analogia das Bolinhas de Gude • Simples! Morros e buracos na areia, e a atração da gravidade!

8. Através do quê as cargas “percebem-se” umas às outras? • Deformações no espaço-tempo em outras dimensões. • Essas deformações são chamadas CAMPOS ELÉTRICOS.

9. Calculando o campo elétrico. • Q está gerando um campo elétrico. • q está recebendo este campo. • Se trocarmos q por 5C, qual será a força que receberá devido ao MESMO campo, no mesmo local? q = 4C FEL = 10 N Q + + • Não use regra-de-três!

10. Calculando o campo elétrico. • O campo elétrico gerado por Q produz 10N para 4C, ou seja, 10N ÷ 4C = 2,5N/C. • Dizemos que o campo elétricoE = 2,5N/C. • Logo, com 5C, teremos5×2,5 = 12,5N de força sobre q. E=2,5N/C q = 5C FEL = 12,5 N Q + + • Logo, campo elétricoE = F/q • q está “recebendo” o campo.

11. Calculando o campo elétrico. • O campo existe mesmo sem q no local. • É uma grandeza vetorial. E=2,5N/C • E = F/q • F = kQq/d² • Então:E = kQ/d² • Q é a carga que gera o campo. Q +

12. Soma de campo elétrico. • Para saber a direção do campo das cargas Q, pense numa carga q de teste positiva. • Se o ângulo for 90o, o campo resultante é obtido por Pitágoras. Se não: • ER² = E1² + E2² + 2·E1·E2·cosα - ER E2 E1 +

13. Energia Potencial Elétrica Conceito e Matemática

14. Energia potencial elástica. • Quando esticamos o elástico, “guardamos” energia nele. • A energia é transferida para o carrinho, que ganha velocidade.

15. Energia potencial ELÉTRICA • Como um elástico esticado, duas cargas também “guardam” energia. • A energia potencial elétrica é dada por EP = k·Q·q/d FEL FEL

16. Voltagem Também conhecido como POTENCIAL ou TENSÃO. Conceito e Matemática

17. Calculando a voltagem. • Q está gerando um campo elétrico. • q está recebendo este campo. • Por causa disso, q possui certa ENERGIA EP. • Se trocarmos q por 3C, qual será a energia que terá devido ao MESMO campo, no mesmo local? q = 5C EP = 20 J Q + + • Não use regra-de-três!

18. Calculando a voltagem. • O campo elétrico gerado por Q produz 20J para 5C, ou seja, 20J ÷ 5C = 4J/C. • Dizemos que o POTENCIAL naquele ponto é U = 4J/C ou 4Volts. • Logo, com 3C, teremos3×4 = 12J de energia em q. U = 4V q = 5C FEL = 12,5 N Q + + • Logo, campo elétricoU = EP/q • q está “recebendo” o campo.

19. Voltagem = POTENCIAL. • O potencial existe mesmo sem q no local. • É uma grandeza escalar. • É negativo se Q for negativo. U = 4V • U = EP/q • EP = kQq/d • Então:U = kQ/d • Q é a carga que gera o campo. Q +