Calculadora de Campo Elétrico

O campo elétrico é a região ao redor de uma carga elétrica onde outras cargas sofrem influência. Ele pode ser calculado usando a fórmula E = k × |Q| / d², sendo E o campo elétrico, k a constante do meio, Q a carga em Coulombs e d a distância em metros. Essa calculadora permite descobrir rapidamente a intensidade do campo elétrico em diferentes situações, ideal para estudantes e curiosos.

Valor padrão para o vácuo: 8,99 × 10⁹. Em meios materiais, o valor pode ser diferente.

O que é Campo Elétrico?

O campo elétrico é uma região ao redor de uma carga elétrica, onde outras cargas podem sofrer influência — seja por atração ou repulsão.
Mesmo invisível, o campo elétrico pode ser detectado por experimentos físicos, e sua existência é um dos fundamentos da eletrostática.

Em outras palavras: toda carga gera um campo ao seu redor que age à distância sobre outras cargas.

Como funciona o Campo Elétrico?

Sempre que você posiciona uma carga elétrica em um ambiente, ela modifica o espaço ao seu redor. Se outra carga for colocada nesse campo, uma força elétrica age sobre ela. Essa força pode atrair ou repelir, dependendo do tipo de carga (positiva ou negativa).

Fórmula do Campo Elétrico

A fórmula do campo elétrico depende da carga que gera o campo, da distância e do meio em que ela está.

Em que:

E: intensidade do campo elétrico
Unidade de medida: Newton por Coulomb (N/C)
K: constante elétrica do meio
Unidade de medida: N.m²/C²
|Q|: módulo da carga elétrica
Unidade de medida: Coulomb (C)
d: distancia entre as cargas Q₁ e Q₂
Unidade de medida: metro (m)
F_e: força elétrica
Unidade de medida: Newton (N)

Posto isto, observamos que diferença entre a fórmula do campo elétrico e força elétrica é que na força elétrica temos duas cargas elétricas, enquanto que no campo elétrico temos somente uma.

Diferença entre Campo Elétrico e Força Elétrica

A força elétrica depende de duas cargas interagindo: $F = k \cdot ∣ Q _{1} ∣ \cdot ∣ Q _{2} ∣ / d²$

Já o campo elétrico depende de uma única carga que cria o campo: E=F / q ou E=K⋅∣Q∣ / d²

LINHAS DO CAMPO ELÉTRICO

Uma das características do campo elétrico são suas linhas. Por conveniência, foi definido que as linhas de campos elétricos de partículas cargas positivas são apontadas para fora da partícula, enquanto que as linhas dos campos elétricos de cargas negativas são apontadas para o interior da partícula.

Além disso, quando cargas elétricas são colocadas perto de outras cargas, o campo elétrico delas passam a interagir. Dessa forma, temos duas possibilidades de interação:

Para cargas positivas, as linhas saem da carga;
Para cargas negativas, as linhas entram na carga;
Quando duas cargas estão próximas, as linhas podem se deformar, indicando interação entre os campos.

Se forem cargas iguais, ocorre repulsão. Se forem cargas opostas, ocorre atração.

Por isso, as linhas de campo elétrico se organizam de forma particular ao serem colocadas próximas de outras partículas com cargas elétricas.

CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

Em caso específico, o vetor do campo elétrico possui a mesma intensidade, direção e sentido. Nesse cenário, dizemos que o campo elétrico é uniforme.

Para que o campo elétrico seja formado, é necessário duas placas planas, sendo que uma carregada com carga positiva e outra negativa. Além disso, o módulo das cargas das placas devem ser iguais.

DENSIDADE SUPERFICIAL DE CARGAS

É dada pela razão da carga elétrica pela área da superfície. Entretanto, trata-se de uma densidade média, visto que há maior densidade de carga em superfícies pontiagudas.

Onde:

σ é a densidade superficial de cargas,
Q é a carga elétrica total,
A é a área da superfície.

Esse conceito aparece em estudos sobre condutores e capacitores.

ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA

Assim como a energia potencial da física mecânica, a energia potencial elétrica também existe e é constantemente convertida em energia cinética. Isto porque ao aproximar dua cargas elétricas, elas entram em movimento de atração ou repulsão, dependendo do sinal das cargas.

A fórmula da energia potencial elétrica é parecida à do campo elétrico, mas com uma diferença: a distância não é elevada ao quadrado.

EXERCÍCIO RESOLVIDO

1 – Qual a intensidade do campo elétrico de uma carga elétrica de -15μC, num ambiente em que a constante elétrica vale k = 8,0.10⁹ Nm²/C², num ponto distante 10 mm dela?

Primeiro passo é extrair os dados do exercício.

|Q| = 15μ C
k = 8,0.10⁹ Nm²/C²
d = 10 . 10^-3 m

Agora é só aplicar a fórmula

Dica:

Use nossa calculadora de campo elétrico acima para resolver exercícios como este de forma rápida e precisa.