Explicamos o que é um campo elétrico, a história de sua descoberta, como sua intensidade é medida e qual é sua fórmula.
O que é um campo elétrico?
Um campo elétrico é um campo físico ou região do espaço que interage com cargas elétricas ou corpos carregados por meio de uma força elétrica . Sua representação por meio de um modelo descreve a maneira como diferentes corpos e sistemas de natureza elétrica interagem com ele.
Em termos físicos, é um campo vetorial no qual uma dada carga elétrica (q) sofre os efeitos de uma força elétrica (F) .
Esses campos elétricos podem ser conseqüência da presença de cargas elétricas, ou de campos magnéticos variáveis, como demonstrado pelos experimentos dos cientistas britânicos Michel Faraday e James C. Maxwell.
Por essa razão, os campos elétricos, nas perspectivas físicas contemporâneas, são considerados ao lado dos campos magnéticos para formar os campos eletromagnéticos.
Assim, um campo elétrico é aquela região do espaço que foi modificada pela presença de uma carga elétrica. Se essa carga for positiva, ela gera linhas de campo elétrico que “começam” na carga e se estendem para fora em uma direção radial. Se, por outro lado, a carga for negativa, as linhas de campo “morrem” na carga. Se uma carga se aproxima da região do espaço onde existe um campo elétrico, ela experimentará uma força elétrica com uma direção e sentido.
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História do campo elétrico
O conceito de campo elétrico foi proposto pela primeira vez por Michel Faraday , surgindo da necessidade de explicar a ação das forças elétricas à distância. Esse fenômeno foi fundamental em sua demonstração da indução eletromagnética em 1831, com a qual verificou as ligações entre magnetismo e eletricidade .
Uma contribuição posterior ao campo elétrico foi a de James Maxwell, cujas equações descreveram múltiplos aspectos da dinâmica elétrica desses campos, especialmente em sua Teoria Dinâmica do Campo Eletromagnético (1865).
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Unidades de campo elétrico
Os campos elétricos não são mensuráveis diretamente , com qualquer tipo de dispositivo. Mas é possível observar seu efeito sobre uma carga localizada em sua vizinhança, ou seja, é possível medir a força que atua sobre a carga (intensidade). Newton / coulomb (N / C) são usados para isso.
Fórmula de campo elétrico
A equação que relaciona um campo elétrico E com a força que ele exerce sobre uma carga q é dada pela seguinte equação:
F = qE
Onde F é a força eléctrica que actua sobre a carga q eléctrica inserido no campo com intensidade de E . Observe que F e E são grandezas vetoriais, dotadas de sentido e direção.
A partir daí, é possível avançar matematicamente incorporando a Lei de Coulomb, obtendo que E = F / q = 1 / 4πϵ 0 = (q i / r 2 ) .ȓ i , onde ȓ i são os vetores unitários que marcam a direção de a linha que une cada carga q i com cada carga q.
Intensidade do campo elétrico
A intensidade do campo elétrico é uma grandeza vetorial que representa a força elétrica F atuando sobre uma dada carga em uma quantidade precisa de Newton / Coulomb (N / C). Essa magnitude costuma ser chamada simplesmente de “campo elétrico”, porque o campo em si não pode ser medido, mas seu efeito em uma determinada carga.
Para calculá-lo, utiliza-se a fórmula F = qE , levando em consideração que se a carga for positiva (q> 0), a força elétrica terá o mesmo sinal do campo eq se moverá na mesma direção; ao passo que se a carga for negativa (q <0), tudo acontecerá ao contrário.
Exemplo de campo elétrico
Um exemplo simples de cálculo da intensidade de um campo elétrico é:
Se introduzirmos uma carga elétrica de 5 × 10 -6 C em um campo elétrico que atua com uma força de 0,04 N, com que intensidade esse campo atua?
Aplicando a fórmula E = F / q, temos que E = 0,04 N / 5 × 10 -6 C = 8.000 N / C.
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