Linhas de Força

Momento de Dipolo Elétrico

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Lei de Gauss: Eletrostática

Linhas de Força ou Linhas de Campo

Uma outra forma de representar um campo vetorial, em particular o campo elétrico, é desenhando as linhas de campo ou linhas de força. Estas são linhas cuja tangente, em qualquer ponto, fornece a direção do campo neste ponto. Tais linhas são curvas contínuas exceto nas singularidades, tais como as cargas puntiformes. Estas linhas não dão diretamente o valor do campo, mas de um maneira geral, elas convergem quando nos aproximamos de uma região onde o campo é intenso e se separam ao aproximar-mos de uma região de campo fraco.

As linhas de campo ou linhas de força são tratadas de tal forma que o número de linhas que atravessam a unidade de área de uma seção perpendicular à direção das mesmas é proporcional ao módulo de E. Assim sendo, nas regiões em que as linhas de força são mais próximas E é grande, e nas regiões em que elas são afastadas E é pequeno.

A noção de linhas de campo, foi introduzida inicialmente por Faraday, e constitui até hoje um procedimento muito conveniente para a visualização e, consequentemente, para a análise de campos elétricos. A idéia de campo elétrico como grande vetorial, não foi devidamente apreciada por Faraday em seus experimentos, que sempre raciocinava em termos de linhas de campo.

Michael Faraday (1791-1867)

No sentido de utilizar este conceito de linhas de campo, devemos listar algumas de suas características, assim como estabelecer algumas regras quantitativas para a sua medição.

Postularemos o seguinte;

a)- As linhas de campo são contínuas, exceto nas fontes de campo ou cargas elétricas;
b)- As linhas de campo originam-se nas cargas positivas e terminam nas negativas;
c)- O número de linhas de campo (n_lc)é proporcional ao valor absoluto da carga;
d)- A densidade de linhas de campo (r_lc) é uma medida do campo elétrico;
e)- O sentido das linhas de campo é, em todos os pontos, o mesmo do campo elétrico;
f)- As linhas de campo geradas por cargas elétricas em repouso, não podem ser linhas fechadas.

De acordo com o postulado (d), a densidade de linhas de campo pode ser equacionada por;

De acordo com o postulado (e), o sentido das linhas de forças ou de campo é definido como sendo o mesmo da força que uma carga positiva sofre, quando colocada na presença de uma distribuição de cargas. Assim definido, podemos fazer uma imagem da direção do campo elétrico de várias distribuições de cagas, como por exemplo (Fig.1):

Fig.1 - Linhas força ou linhas de campo elétrico.

Para verificar experimentalmente a forma das linhas de campo de distribuições de cargas simples, usa-se geralmente o experimento com cubas eletrolíticas, onde determina-se as "superfícies equipotenciais", as quais são definidas como sendo superfícies perpendiculares as linhas de campo que estão ao mesmo potencial. O conceito de equipotenciais será discutido, com mais detalhe, nas próximas seções.

Use esta simulação para desenhar linhas de campo

- Modo de usar :
       - Selecione o tipo de carga (positiva ou negativa) e sua intensidade de -5 à +5 e.
       - Click com o mouse na janela para criar uma ou mais cargas
       - Click no botão "Potencial" para desenhar as linhas equipotenciais
       - Click na barra "3D-Equipotenciais" para desenhar as superfícies equipotenciais
       - Para limpar a tela pressione o botão "Limpar Tela"
       - Para simular uma partícula se movendo na presença de uma distribuição de carga
         crie a distribuição de cargas e em seguida pressione o botão "Animação"

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