Um campo elétrico é algo criado por uma carga elétrica e afeta o espaço ao redor dessa carga, sendo que a influência do campo elétrico só é sentida por outras cargas elétricas. Quando outra carga elétrica está no campo elétrico criado por uma carga elétrica, ela sente a influência na forma de uma força elétrica.
A definição de um campo elétrico, conforme explicada no artigo sobre campos elétricos, pode ser compreendida mentalmente, mas também pode ser imaginada. Para visualizar um campo elétrico, são apresentadas as linhas de campo elétrico. As linhas de campo elétrico são um conjunto de linhas desenhadas ao redor de uma carga elétrica para indicar sua presença. Como elas visam demonstrar a presença de um campo elétrico, existe uma relação entre essas linhas e o campo elétrico. Em outras palavras, a magnitude e a direção de um campo elétrico podem ser explicadas por meio de um diagrama de linhas de campo elétrico.
A seguir, apresenta-se a relação entre a direção e a intensidade do campo elétrico e as linhas do campo elétrico:
PrimeiroA direção do campo elétrico é afastando-se de uma carga positiva e aproximando-se de uma carga negativa. Portanto, a direção das linhas do campo elétrico também é afastando-se da carga positiva e aproximando-se da carga negativa. Se uma carga positiva estiver próxima de uma carga negativa, as linhas do campo elétrico serão representadas estendendo-se da carga positiva em direção à carga negativa. Por outro lado, se uma carga positiva estiver próxima de uma carga negativa, as linhas do campo elétrico serão representadas estendendo-se de cada carga positiva e afastando-se uma da outra.
Em segundo lugar , a intensidade do campo elétrico é representada pela distância entre as linhas do campo elétrico. Quanto menor a distância entre as linhas do campo elétrico, maior a intensidade do campo elétrico, e quanto maior a distância entre as linhas do campo elétrico, menor a intensidade do campo elétrico.
Por que quanto mais próximas as linhas estiverem, mais forte será o campo elétrico? Para entender isso, considere a seguinte explicação. Suponha que uma carga positiva esteja no centro de uma esfera e que as linhas do campo elétrico irradiem para fora em várias direções, penetrando a superfície da esfera. Se o número de linhas do campo elétrico for N e a área da superfície da esfera for 4πr²,2 então o número de linhas por unidade de área ou densidade de linhas é N/4πr2Com base nessa fórmula, para o mesmo N, se r for menor, a distância entre as linhas será menor e, se r for maior, a distância entre as linhas será maior. A fórmula para a intensidade do campo elétrico é E = kq/r.2 Isso também demonstra que a intensidade do campo elétrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Quanto menor for r, maior será a intensidade do campo elétrico, e quanto maior for r, menor será a intensidade do campo elétrico.
Com base na análise acima, pode-se concluir que, se r for menor (mais próximo da carga), a intensidade do campo elétrico será maior e a distância entre as linhas também será menor. Por outro lado, se r for maior (mais distante da carga), a intensidade do campo elétrico será menor e a distância entre as linhas também será maior.
Terceiro , o número de linhas de campo elétrico é proporcional à intensidade do campo elétrico. Quanto mais linhas de campo elétrico, maior a intensidade do campo elétrico. Quanto menos linhas de campo elétrico, menor a intensidade do campo elétrico.
Exemplo de problema
1. Questões do Exame Nacional de Física do Ensino Médio 2012/2013 SA 55 Nº 28
A partir da seguinte imagem de carga, que mostra as linhas de força em duas cargas próximas uma da outra, podemos observar...
Discussão
As linhas de campo elétrico, ou linhas de força, são traçadas de uma carga positiva em direção a uma carga negativa. Se uma carga positiva e uma carga negativa forem aproximadas, as linhas de força aparecerão como na resposta A.
A resposta correta é A.
2. Questões do Exame Nacional de Física do Ensino Médio 2012/2013 SA 60 Nº 28
Duas cargas elétricas são aproximadas em uma linha de conexão, resultando em linhas de campo elétrico. A imagem correta é…
Discussão
A resposta correta é D.
3. Questões do Exame Nacional de Física do Ensino Médio 2012/2013 SA 65 Nº 28
As linhas de força corretas entre duas cargas são…
Discussão
A resposta correta é D.
