Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el...
Transcript of Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el...
![Page 1: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/1.jpg)
Fluxo do campo elétrico
a) Linhas de um campo uniforme em magnitude e direção e perpendiculares a superfície
b) Linhas de campo formam um determinado ângulo com a superfície
Definição:- É uma grandeza escalar que caracteriza uma medida do número de linhas
de campo que atravessam uma determinada superfície.
![Page 2: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/2.jpg)
Definição matemática do fluxo do campo elétrico
![Page 3: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/3.jpg)
Fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada
Obs:- Uma superfície fechada é aquela que divide o espação em duas regiões,
uma interna a superfície e outra externa. Em uma superfície fechada o vetor área sempre aponta para fora.
Mais linhas saem da superfície fechada que entram.A quantidade de linhas que saem é igual as que entram.Mais linhas entram na superfície fechada que saem.
![Page 4: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/4.jpg)
Lei de Gauss
fluxo produzido por uma carga no interior de uma superfície
fluxo produzido por uma carga no exterior de uma superfície
- A lei de Gauss relaciona o fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada com a carga líquida no interior desta superfície.
- O fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada é igual a carga líquida no interior desta superfície dividido pela constante .
![Page 5: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/5.jpg)
Problemas Sobre Campo ElétricoProblema 21.90- Uma carga positiva Q é distribuída uniformemente sobre a parte positiva
do eixo OY desde y=0 até y=a. Uma carga puntiforme negativa -q está sobre a parte positiva do eixo OX a uma distância x da origem.
- a) Determine os componentes x e y do campo elétrico produzido pela distribuição de cargas Q nos pontos da parte positiva do eixo OX.
- b) Encontre os componentes x e y da força que a distribuição de carga Q exerce sobre a carga -q.
- c) Mostre que para os pontos x>>a e
![Page 6: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/6.jpg)
Aplicações da Lei de GaussObs:
- a) A lei de Gauss relaciona o fluxo do campo elétrico através de uma superfície fechada com a carga líquida no interior desta superfície.
- b) A interpretação física desta lei é que as fontes do campo eletrostático são as cargas elétricas.
- b) Ela é muito útil no cálculo do campo elétrico de distribuições de cargas com alto grau de simetria.
- Para calcular o campo E aplicando a lei de Gauss duas condições devem ser cumpridas:
- 1) O módulo do campo ao longo da superfície deve ser constante;
- 2) O ângulo entre os vetores e deve ser constante ao longо da superfície.
![Page 7: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/7.jpg)
Aplicações da Lei de GaussExemplo 1: Simetria Esférica- Uma esfera sólida e isolante de raio a tem densidade de carga volumétrica
constante e uma carga total Q.- a) Calcule o campo elétrico E fora da esfera.- b) Calcule o campo E dentro da esfera.
![Page 8: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/8.jpg)
Aplicações da Lei de GaussExemplo 2: Simetria Cilíndrica- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas
com comprimento infinito e com carga por unidade de comprimento constante.
![Page 9: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/9.jpg)
Aplicações da Lei de GaussExemplo 3: Simetria Plana- Obter o campo elétrico criado por uma superfície plana de densidade
superficial de carga constante.
![Page 10: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/10.jpg)
Aplicações da Lei de GaussExemplo 4: Simetria Plana (duas placas paralelas)- Duas superfícies planas e infinitas com densidade superficial de cargas
constantes estão dispostas paralelamente como mostra a figura abaixo. Obter o campo elétrico fora e entre as placas.
![Page 11: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/11.jpg)
Condutores em Equilíbrio Eletrostático
Def.- Diz-se que um condutor está em equilíbrio eletrostático se a somatória
das forças eletrostáticas é nula.
- Um condutor em equilíbrio eletrostático deve apresentar as seguintes propriedades:
- a) E=0 no interior do condutor;
- b) Se o condutor estiver isolado e apresentar uma carga líquida, essa carga líquida deve estar na superfície do condutor;
- c) O campo E nas imediações externas do condutor é igual a e é perpendicular a superfície.
- d) Em um condutor de forma irregular, a carga é máxima onde é mínimo o raio de curvatura (efeito das pontas).
![Page 12: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/12.jpg)
Campo elétrico no interior de um Condutor
![Page 13: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/13.jpg)
Distribuição de Cargas e Campo na Superfície de um Condutor
![Page 14: Departamento de Física Aplicada - Fluxo do campo el tricofap.if.usp.br/~jhsevero/fisica3/semana_02.pdf- Obter o campo elétrico a uma distância r de uma linha de cargas positivas](https://reader035.fdocumentos.tips/reader035/viewer/2022081410/6094af36a3f18a6e620b2313/html5/thumbnails/14.jpg)
Momento de dipolo e torque de um dipolo em um campo elétrico uniforme
a) momento de dipolo.
b) torque.
c) energia potencial.
d) força sobre um dipolo em um campo não uniforme.