Aula 9-74: Campo elétrico e gaiola de Faraday

Campo elétrico para cargas puntiforme

Uma carga A (carga geradora), quando colocada no espaço, modificará este espaço. Esta modificação só se fará notar quando outra carga, chamaremos de B (carga de prova), surgir no espaço (o surgimento de B altera novamente o espaço, e está alteração poderia ser percebida por uma carga C – que não vem ao caso agora). Esta modificação produzida pela carga A faz com que a carga B sofra uma força de ação a distância: a força elétrica; a esta alteração do espaço damos o nome de campo elétrico.

 

Obs.: As cargas não geram campos elétricos no ponto em que estão.

 

➔ Se a carga geradora for positiva, é convencionado que as linhas de força emanam dela.		➔ Se a carga geradora for negativa, é convencionado que as linhas de força a penetram.

Ao colocarmos uma carga de prova nas proximidades da carga geradora, passará a existir uma força elétrica entre elas. Observe que, segundo a lei de Coulomb, podemos escrever a intensidade desta força em função da carga de prova:

; em que E é a intensidade do campo elétrico:

A unidade de medida para campo elétrico no SI é:

Também é muito usado, como unidade de medida, o:

 

 

Campo elétrico gerado por carga não puntiforme

Se o campo não for gerado por uma carga puntiforme, não podemos nos servir da fórmula apresentada acima para calculá-lo, pois aquela expressão deriva da lei de Coulomb, que se restringe a cargas puntuais. Para campos gerados por cargas não puntuais, nos atemos a expressão:

 

 

Campo elétrico no interior de uma condutor

O campo elétrico no interior de condutores é nulo. A partir da superfície do condutor ele cai com o quadrado da distância

 

 

Princípio da superposição

Sempre que haver mais de uma carga geradora, o campo elétrico atuante na carga de prova será p campo proveniente da soma vetorial das influencias individuais das cargas geradoras sobre a carga de prova em questão.

 

Linhas de força ou linhas de campo

São linhas fictícias uteis para fins de representação da direção do campo elétrico e força elétrica. Na verdade, as linhas de força são linhas que indicam, a cada ponto, a direção do campo elétrico resultante que ali existe.

→ As cargas positivas emanam linhas radiais; cargas negativas introjetam linhas radiais;

→ As linhas de força nunca se cruzam

→ O distanciamento entre as linhas é indicador da intensidade do campo elétrico, quanto mais próximas as linhas estiverem, maior é a intensidade do campo naquela região.

 

 

Poder das pontas

As cargas elétricas de um corpo carregado tendem, se este corpo possuir partes pontiagudas, a se localizar nesta região. Esta mais densa concentração de cargas fará surgir na região um campo magnético também mais forte. A este fenômeno damos o nome de poder das pontas. Esta característica geométrica é aproveitada amplamente na industria, como por exemplo, na confecção de para-raios tipo franklin.

 

Gaiola de Faraday

Chamamos gaiola de Faraday qualquer invólucro constituído de material condutor. Quado temos uma gaiola metálica e a submetemos a um campo magnético exterior, este campo fará cargas movimentarem-se na gaiola, polarizando-a; uma vez polarizada, ela produzirá um campo magnético no seu interior que equilibrará o campo externo, fazendo com que o campo magnético resultante no seu interior seja nulo.

Em virtude deste fenômeno, explica-se o porquê aviões, embora constantemente atingidos por raios, não apresentam falhas mecânicas; ou então o porquê de dispositivos celulares não funcionarem dentro de elevadores. A industria também se beneficia dele, por exemplo, na confecção do para-raios tipo faraday.