Campo elétrico

Carolina Batista

Professora de Química

Um campo elétrico é um campo gerado por uma carga elétrica. O campo elétrico é uma grandeza vetorial que pode ser utilizada para medir a força exercida em cada carga de teste colocada dentro desse campo.

Qualquer carga elétrica que for colocada dentro desse campo estará sujeita a uma força, que poderá ser de atração ou repulsão. O sentido da força dependerá do sinal das cargas (positivo ou negativo).

A intensidade da força será maior quanto mais próximo a carga teste estiver da carga geradora do campo e menos intensa quanto mais longe da carga geradora.

Fórmula do campo elétrico

Pode-se calcular o campo elétrico utilizando a seguinte fórmula:

Onde,

• E corresponde à intensidade do campo elétrico e sua unidade é N/C
• K₀ é a constante eletrostática no vácuo, cujo valor é 8,99.109 N.m²/C²
• |Q| é o módulo da carga que gerou o campo elétrico, ou seja, o sinal da carga não é considerado
• d é a distância em metros entre o ponto observado e a carga geradora

O campo elétrico de uma carga

A ideia de campo em Física está relacionada com a interação de forças dada uma certa distância. Por exemplo, a gravidade da Terra pode ser sentida por algum corpo que está próximo dela pela criação de um campo gravitacional.

Da mesma forma, uma carga elétrica fixa Q, positiva ou negativa, cria um campo elétrico e influencia o espaço ao seu redor. Se uma carga de teste q for adicionada a esse campo, ela sentirá uma força.

Inicialmente, a carga puntiforme q está a uma certa distância, na posição P1, e uma força elétrica F atua sobre ela. Ao deslocar essa carga para outras posições (P2, P3, P4 e P5), uma força elétrica também estará agindo sobre a carga. Isso ocorre porque foi criado um campo elétrico em torno da carga Q.

Observe que o campo elétrico formado não depende da carga de teste. A interação entre as cargas provém do campo elétrico em torno da carga elétrica Q, que faz com que surja uma força ao redor dela.

Vetor campo elétrico

Vetor campo elétrico é uma grandeza associada ao campo elétrico. Por ser um vetor, essa grandeza possui módulo, direção e sentido.

Intensidade do campo elétrico

O módulo do vetor campo elétrico representa a sua intensidade. A força elétrica que é exercida sobre a carga de prova relaciona-se com o campo elétrico da seguinte forma:

Onde,

• E representa a intensidade do campo elétrico em Newton por Coulomb (N/C)
• F é força elétrica medida em Newton (N)
• |q| corresponde ao módulo da carga de teste em Coulomb (C)

Direção e sentido do vetor campo elétrico

O campo elétrico criado por uma carga positiva aponta para fora da carga. Já o campo gerado pela carga negativa aponta para dentro da carga.

Atração e repulsão das cargas

Embora a força elétrica e o campo elétrico possuam a mesma direção, o sentido está condicionado ao sinal da carga de prova.

Quando a carga geradora Q e a carga de teste q possuem o mesmo sinal, ocorre uma repulsão entre as cargas e o campo gerado é de afastamento.

Se as cargas Q e q possuem sinais opostos, há atração entre as cargas e o campo gerado é de aproximação.

Linhas de força do campo elétrico

O campo elétrico é formado por linhas de força que estão orientadas de acordo com o sentido do vetor campo elétrico.

Quando a carga que gera o campo elétrico é positiva, as linhas de força são centrífugas, ou seja, partem do centro para fora. E quando a carga geradora é negativa, as linhas de força são centrípetas, isto é, de fora para dentro.

Linhas de força de cargas iguais, mas com sinais opostos

As linhas de força em cada ponto são tangentes ao vetor campo elétrico. Quanto mais próximas as linhas de campo estiverem da carga geradora, maior a intensidade do campo elétrico.

Veja também o significado de energia.