Campo elétrico criado por uma carga puntiforme
Vamos determinar as características (módulo, direção e sentido) do vetor campo elétrico \(\vec{E}\) criado por uma carga elétrica puntiforme \(Q\), ou seja, cargas em um corpo cujas dimensões podem ser desprezadas em comparação com as distâncias envolvidas.
Para isso, vamos considerar uma carga puntiforme \(Q\) colocada em um ponto \(O\) e uma carga de prova \(q\) colocada no ponto \(P\) do campo elétrico de \(Q\).
De acordo com o que estudamos anteriormente, a carga de prova \(q\) ficará sujeita a uma força elétrica cuja intensidade é dada pela lei de Coulomb.
Então: \(F_{\text {el }}=k \cdot \frac{|Q| \cdot|q|}{d^2}\) (I)
Entretanto, vimos que: \(F_{\text {el }}=|q| \cdot E\) (II)
Comparando as equações (I) e (II), temos: \(|q| \cdot E=k \cdot \frac{|Q| \cdot|q|}{d^2}\)
Portanto, a intensidade do vetor campo elétrico \(\vec{E}\) da carga puntiforme é dada por:
$$ E=k \cdot \frac{|Q|}{d^2} $$
Ou seja, para uma dada carga puntiforme \(Q\), a intensidade do vetor campo elétrico em um ponto é inversamente proporcional ao quadrado da distância da carga ao ponto considerado.
Quanto à direção, sabemos que o vetor campo elétrico \(\vec{E}\) tem a mesma direção que a força elétrica \(\vec{F}_{\mathrm{el}}\) ‘ pois a carga de prova q é um número real. Portanto, a direção do vetor campo elétrico \(\vec{E}\) coincide com a direção da reta que passa pelo ponto \(O\) e pelo ponto \(P\) considerado.
Com relação ao sentido do vetor campo elétrico \(\vec{E}\), devemos considerar duas situações possíveis: uma em que a carga elétrica \(Q\), que cria o campo, é positiva, e outra em que a carga elétrica \(Q\) é negativa.
A figura abaixo mostra as quatro situações possíveis quando consideramos ainda a carga de prova \(q\) positiva ou negativa.
Pela observação da figura anterior, podemos concluir que o vetor campo elétrico gerado por uma carga \(Q\) positiva tem sentido de afastamento da carga, enquanto por uma carga \(Q\) negativa tem sentido de aproximação.
Com relação às linhas de força do campo elétrico criado por uma carga puntiforme, tal qual o vetor campo elétrico, elas têm direção radial e sentido de afastamento da carga positiva ou de aproximação da carga negativa.
Referências:
Ferraro, Nicolau Gilberto Física, volume único / Nicolau Gilberto Ferraro, Carlos Magno A. Torres, Paulo Cesar M. Penteado. 1. ed. – São Paulo: Moderna, 2012. – (Vereda digital)
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