O que são linhas de campo elétrico: propriedades e suas representações

O que são linhas de campo elétrico: propriedades e suas representações

O conceito de Electric Field Lines foi introduzido por Michael Faraday, ele nasceu em 22 de setembro de 1791 em Londres e morreu em 25 de agosto de 1867 em Hampton Court Palace, Molesey. Em muitas áreas da física, os campos elétricos são importantes e na tecnologia elétrica esses campos são explorados de forma prática. A força atrativa entre os elétrons e o núcleo atômico, os campos elétricos são os responsáveis. A unidade SI de intensidade do sinal de campo elétrico é v / m (volt por metro) e pelos campos magnéticos que variam no tempo ou pelo cargas eletricas, os campos elétricos são criados. A breve explicação das linhas elétricas e a representação das linhas de campo são discutidas.



O que são linhas de campo elétrico?

Definição: Uma linha de campo elétrico é definida como uma região na qual uma carga elétrica sofre uma força. Os objetos carregados podem ser positivos ou negativos, as cargas opostas se atraem e cargas semelhantes se repelem. As linhas de campo são representações visuais do campo elétrico criado por uma única carga ou um grupo de cargas e é abreviado como E-field. Este é um conceito tridimensional e, portanto, não pode ser visualizado com grande exatidão em um plano. A letra E representa o vetor do campo elétrico e é tangente à linha do campo em cada ponto. A direção dessas linhas é a mesma que a direção do vetor do campo elétrico.


Intensidade do campo elétrico devido à carga pontual e grupo de carga

A intensidade do campo elétrico devido a cargas pontuais pode ser obtida usando a lei de Coulomb. A intensidade do campo elétrico devido à carga pontual é mostrada na figura abaixo.





Intensidade de campo elétrico devido à carga pontual

intensidade de campo elétrico devido à carga pontual

De acordo com a lei de Coulomb, a força 'F' é expressa como



F = q * q0/ 4Πε0rdoisr ̂ ……………………… eq (1)

A intensidade do campo elétrico devido a uma carga pontual é expressa como.


E = F / q0r ̂ ……………………. eq (2)

Substituir eq (1) na eq (2) obterá a expressão da intensidade do campo elétrico junto com a carga pontual e a teste de carga

E = q * q0/ 4Πε0rdois* 1 / q0 r ̂

E = q / 4Πε0rdoisr ̂ ……………… eq (3)

Onde r ̂ é o vetor unitário

Uma equação (3) é a intensidade do campo elétrico devido à carga pontual junto com a carga pontual e a carga de teste. A intensidade do campo elétrico devido ao grupo de cargas é mostrada na figura abaixo

Intensidade de campo elétrico devido ao grupo de cargas

intensidade de campo elétrico devido ao grupo de cargas

Onde q 1,o quedois,o que3,o que4,o que5,o que6………. o que n são as acusações e r1,rdois,r3,r4,r5,r6………. rn são as distâncias.

A intensidade do campo elétrico devido ao grupo de cargas no ponto p é dada por

E = E1+ Edois+ E3+ E4+ ……… + En……………………. eq (4)

Como sabemos que a intensidade do campo elétrico devido à carga pontual é expressa na eq (3) acima, da mesma forma

É1= q1/ 4Πε0r1doisr ̂1

Édois= qdois/ 4Πε0rdoisdoisr ̂dois

É3= q3/ 4Πε0r3doisr ̂3…………Én= qn/ 4Πε0rndoisr ̂n

Substituto E1,Édois,É3,É4,………Én valores na eq (4) obterão

E = q1/ 4Πε0r1doisr ̂1+ qdois/ 4Πε0rdoisdoisr ̂dois+ q3/ 4Πε0r3doisr ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε0rndoisr ̂n

E = 1 / 4Πε0[o que1/ r1doisr ̂1+ qdois/ rdoisdoisr ̂dois+ q3/ r3doisr3̂ + ……… .. + qn/ rndoisr ̂n] …………………………. eq (5)

Uma equação (5) é a intensidade do campo elétrico devido ao grupo de cargas

Representação de Linhas de Campo

Para q> 0: Quando q é maior que zero (q> 0), a carga é positiva e as linhas de campo são radialmente para fora. As linhas de campo para q> 0 são mostradas na figura abaixo.

Cobrar-Maior-que-Zero

linha-campo-elétrico-para-carga-maior-que-zero

Para q<0: Quando q é menor que zero (q<0), the charge is negative and the field lines are radially inward. The field lines for q<0 are shown in the below figure.

For-Q-Less-than-Zero

para-q-menor-que-zero

Diferente de cargas ou dipolo: A representação de linhas de campo para cargas diferentes ou dipolo é mostrado na figura abaixo.

linhas de campo elétrico para cargas diferentes

linhas de campo elétrico para cargas diferentes

Para taxas semelhantes

If | q1 | = | q2 |: Se cobrar q1e qdoissão iguais, o ponto neutro e a intensidade do campo é zero para cargas semelhantes e está no centro de q1e qdoiscobranças.

carga-q1-é-igual-a-q2

carga-q1-é-igual-a-q2

Se | q1 |> | q2 |: Se cobrar q1é maior que qdois, o ponto neutro ‘p’ muda em direção à carga qdoisde menor magnitude.

Campo Elétrico Uniforme: No campo elétrico uniforme, as linhas de campo partem da carga positiva e vão para a carga negativa. As linhas de campo são equidistantes e as linhas são paralelas no campo elétrico uniforme.

campo elétrico uniforme

campo elétrico uniforme

Propriedades

As propriedades das linhas de campo elétrico são

  • As linhas de campo começam com carga positiva e terminam com carga negativa
  • As linhas de campo são contínuas
  • As linhas de campo nunca se cruzam (Razão: se elas se cruzam, haverá duas direções de um campo elétrico no ponto que não é possível)
  • Na região do campo elétrico forte, as linhas estão muito próximas umas das outras, enquanto na região do campo elétrico fraco as linhas estão distantes
  • Na região da linha de campo elétrico uniforme, existem linhas paralelas equidistantes
  • As linhas de campo são sempre normais à superfície do condutor

Regras para desenhar linhas de campo elétrico

As regras para desenhar linhas de campo são

  • Para um determinado grupo de cargas pontuais, as linhas de campo sempre se originam de carga positiva e terminam em carga negativa. Caso haja excesso de carga, algumas linhas começarão ou terminarão indefinidamente.
    Por exemplo, na figura acima q1é maior que qdois. As linhas são originárias de qdois, então carregue qdoisé positivo e na carga q1algumas linhas vêm de uma distância infinita.
  • O número de linhas desenhadas terminando em uma carga negativa ou deixando uma carga positiva é proporcional à magnitude da carga.
    Quanto mais alta a carga, mais linhas sairão dela se for uma carga positiva ou terminarão nela se for uma carga negativa.
  • As linhas de campo nunca se cruzam

FAQ's

1). Quais são os tipos de linhas de campo elétrico?

O campo elétrico uniforme e o campo elétrico não uniforme são os dois tipos de linhas de campo elétrico. A linha de campo é considerada um campo elétrico uniforme quando o campo elétrico é constante e considerada um campo elétrico não uniforme quando o campo é irregular em todos os pontos.

2). Como você faz um campo elétrico?

Pelas cargas estacionárias, o campo elétrico é produzido e, pelas cargas em movimento, o campo magnético é produzido.

3). Como o campo elétrico é produzido?

O campo elétrico é produzido pelas partículas carregadas. Na direção do campo, as cargas positivas estão se acelerando e na direção oposta do campo, as partículas carregadas negativamente são aceleradas.

4). Qual é a intensidade do campo elétrico devido às cargas pontuais?

A intensidade do campo elétrico devido à carga pontual junto com a carga pontual e a carga de teste é expressa como

E = q / 4Πε0rdoisr ̂

Onde E é a intensidade do campo elétrico, r ̂ é o vetor unitário eq é a carga.

5). Como as linhas de campo elétrico indicam a intensidade do campo?

A força das linhas de campo elétrico depende da carga da fonte e o campo elétrico é forte quando as linhas de campo estão próximas.

Neste artigo, campo elétrico intensidade devido à carga pontual e grupo de carga, representação de linhas de campo, linhas de campo de propriedades e regras para desenhar linhas de campo elétrico são discutidas. Aqui está uma pergunta para você, o que é uma carga de teste e uma carga pontual em um campo elétrico?