É uma forma de explicar a influência ou a interferência da força eletroestática entre cargas. A força eletroestática exercida sobre uma das cargas deve-se portanto ao campo elétrico criado no local da carga considerada por outras cargas.
Definição de Campo Elétrico
O campo elétrico E é definido, em qualquer ponto, em termos da força eletroestática F que seria exercida sobre uma carga teste positiva q0, colocada naquele ponto:
Linhas do Campo Elétrico
As linhas do campo elétrico fornecem um meio de visualizamos a direção, o sentido e o módulo do campo elétrico. A separação das linhas do campo em qualquer região é proporcional ao módulo do campo elétrico naquela região. As linhas de campo se originam sobre cargas positivas e terminam sobre cargas negativas.
Campo Elétrico criado por uma carga puntiforme
O módulo do campo E criado por uma carga puntiforme q a uma distância r da carga vale:
O campo elétrico E aponta radialmente para fora da carga puntiforme se ela for positiva e radialmente para dentro da carga puntiforme se ela for negativa.
Dipolo Elétrico
Um dipolo elétrico consiste em duas partículas com cargas de mesmo módulo q mas de sinais opostos, separadas por uma distância pequena d. Seu momento de dipolo p tem módulo qd e aponta da carga negativa para a positiva.
O momento do dipolo elétrico é a medida da polaridade de um sistema de cargas elétricas.
Dipolo em um Campo Elétrico
Quando um dipolo elétrico de momento de dipolo p é colocado num campo elétrico E, o campo exerce um torque 𝜏 sobre o dipolo.
𝜏 = 𝑝×𝐸 = 𝑝.𝐸.senθ [𝑁.𝑚]
Multiplicação vetorial entre momento de dipolo e campo elétrico.
Dipolo Elétrico em um Campo Elétrico Uniforme.
Para um campo elétrico uniforme:
Dipolo Elétrico num campo elétrico gerado por um carga elétrica
Energia Potencial do Dipolo
O dipolo tem energia potencial U associada à sua no campo:
𝑈=−𝑝∙𝐸 [J]
Essa energia é definida como nula quando p é perpendicular a E; a energia é mínima quando p está alinhada com E na mesma direção (U = -p.E), mas quando p está alinhado com E em direção oposta, a energia é máxima (U = pE).
𝑈=−𝑝.𝐸.𝑐𝑜𝑠𝜃 [J]
𝜃 = â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑟𝑒çõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑝 𝑒 𝐸 (𝑒𝑚 𝑔𝑟𝑎𝑢).
Referências
[1] TIPLER, Paul A.: Física Para Cientistas e Engenheiros – Volume 2: Eletricidade e Magnetismo e Ótica. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
[2] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.. Fundamentos de Física – Volume 3 – Eletromagnetismo. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
