LINHAS DE FORÇA

 

1) Conceito

O conceito de linhas de força foi introduzido pelo físico inglês M. Faraday, no século passado, com a finalidade de representar o campo elétrico através de diagramas.
Para que possamos compreender esta concepção de Faraday, suponhamos uma carga puntual positiva Q criando um campo elétrico no espaço em torno dela. Como sabemos, em cada ponto deste espaço temos um vetor , cujo módulo diminui à medida que nos afastamos da carga. Na fig.08-a estão representados estes vetores em alguns pontos em torno de Q. Consideremos os vetores 1 , 2 , 3 etc., que tem a mesma direção, e tracemos uma linha passando por estes vetores e orientada no mesmo sentido deles, como mostra a fig. 08-b. Esta linha é, então é tangente a cada um dos vetores 1 , 2 , 3 etc. Uma linha como esta é denominada linha de força do campo elétrico. De maneira semelhante, podemos traçar várias outras linhas de força do campo elétrico criado pela carga Q, como foi feito na fig.08-b. Esta figura nos fornece uma representação do campo elétrico da maneira proposta por Faraday.

 

 

Se a carga criadora do campo for uma carga puntual negativa, sabemos que o vetor , em cada ponto do espaço, estará dirigido para esta carga, como mostra a fig.09-a. Podemos, então, traçar, também neste caso, as linhas de força que representarão este campo elétrico. Observe, na fig.09-b, que a configuração destas linhas de força é idêntica àquela que representa o campo elétrico da carga positiva, diferindo apenas no sentido de orientação das linhas de força: no campo da carga positiva as linhas divergem a partir da carga e no campo de uma carga negativa as linhas convergem para a carga.

 

 

 

Abaixo encontra-se um esquema para podermos visualizar o comportamento do sentido de orientação das linhas de força. O esquema nos permite visualiazar as linhas de força de um campo elétrico criado por uma carga positiva ou negativa :


2) Campo elétrico uniforme

Consideremos duas placas planas, paralelas, separadas por uma distância pequena em relação às dimensões destas placas. Suponhamos que elas estejam uniformemente eletrizadas com cargas de mesmo módulo e de sinais contrários, como mostra a fig.10.

 

 

Se colocarmos uma carga de prova positiva q em um ponto P1 situado entre as placas (fig.10), esta carga ficará sujeita à ação de uma força , devido ao campo elétrico criado pelas placas no espaço entre elas. A força é perpendicular às placas e está orientada, como você poderia prever, da placa positiva para a negativa. Deslocando-se a carga de prova q para outro ponto qualquer entre as placas, verifica-se que irá atuar sobre q uma força F de mesmo módulo, mesma direção e mesmo sentido que aquela que atuava quando q se encontrava em P1. Concluímos, então, que o campo elétrico existente entre as placas tem, em qualquer ponto, o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido. Um campo como este é denominado campo elétrico uniforme e pode ser representado por um vetor , como aquele indicado no ponto P da fig.10.
Na fig.11 estão traçadas as linhas de força do campo existente entre as duas placas. Observe que estas linhas são paralelas (a direção de não varia) e igualmente espaçadas (o módulo de é constante), indicando que o campo elétrico nesta região, é uniforme. Deve-se notar, entretanto, que estas considerações são válidas para pontos não muito próximos das extremidades das placas. De fato, como mostra a fig.11, nestas extremidades as linhas de força são curvas, indicando que aí o campo deixa de ser uniforme.

 

 

 

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