CAMPO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS

1 – CAMPO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS

Realizada pesquisa para compreender a importância da distância entre duas partículas sem ligação visível entre elas e entender os potenciais efeitos dessas partículas sujeitas a uma força gerada por um campo elétrico no espaço que as cerca.

– Passo 2

Supondo que um pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R = 5,0 cm e que as cargas associadas ao pó estejam distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica . O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.

Respondendo a questão acima podemos dizer que: o campo elétrico aponta para longe do eixo do cilindro, pois a carga é negativa, ou seja, ela tem a tendência em se desprender do átomo passando assim para o cilindro de plástico.

1.2 – Passo 3

Escrevendo uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo elétrico no interior do cano de plástico em função da distância r do eixo do cano. O valor de E aumenta ou diminui quando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E e a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para  = 1,1 x 10-³ C/m³ (um valor típico)

Determinando o campo elétrico

E = ( γ.r)/(3.ε0)  E = (1,1x〖10〗^(-3).0,05)/(3.(8,85x〖10〗^(-12)))  E = 2,071x10³ N/C

De acordo com os dados informados, o campo elétrico máximo encontrado é de 2,071x10³ N/C. Assim, conforme aumentarmos o r, estaremos aumento o campo elétrico, ou seja teremos uma maior área de atuação dentro do cano de plástico.

Determinando a carga

E = 1/(4.π.ε0) x q/r^2  2,071x10³ = q/0,05  q = 1,15x〖10〗^(-7) C

Determinando o valor de R

E = q/(4.π.ε0.R³)  2,071x10³ = 1/(4.π.ε0) x q/R³ . r

 2,071x10³ = 8,99x〖10〗^9 x (1,15x〖10〗^(-7))/R^3 . 0,05  2,071x10³.R³ = 51,69  R = 0,0249 m

O valor de r > R, demonstra claramente que todas as cargas estão no interior da superfície Gaussiana.

1.3 – Passo 4

Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a primeira condição, ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma centelha? Onde?

Respondendo a questão, não é possível ocorrer uma centelha, pois o campo elétrico calculado no exercício anterior vimos que o resultado é de 2,071x〖10〗^3 N/C, a ruptura dielétrica do ar ocorre quando um campo elétrico chega a 〖3x10〗^6 N/C.