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1. Introdução:

1.1. O campo elétrico

Algumas grandezas como a temperatura e a pressão tem um valor definido, para cada ponto da sala e para cada ponto na atmosfera respectivamente.
A distribuição de temperatura resultante é chamada de campo de temperatura. E podemos definir como campo de pressão para a atmosfera a distribuição de valores de pressão do ar, um para cadaponto da atmosfera.
Os campos da temperatura e pressão são campos escalares já que a temperatura e a pressão são grandezas escalares.
Já o campo elétrico é um campo vetorial,(1) constituído por uma distribuição de vetores, um para cada ponto da região em torno de um objeto eletricamente carregado, como um bastão de vidro por exemplo. Em principio, podemos definir o campo elétrico em umponto nas proximidades de um objeto carregado, como num ponto P quando colocamos uma carga positiva chamada de [pic] (carga prova), medimos a força eletrostática [pic] que age sobre a carga [pic] e definimos o campo elétrico [pic] produzido pelo objeto através da equação 1.1.1:
[pic] = [pic] (campo elétrico) (1.1.1)
Assim o modulo do campo elétrico [pic] no ponto P é E = F/[pic] e aorientação de [pic] é a força [pic] que age sobre a carga prova (que supomos ser positiva). Para definir o campo elétrico em uma região do espaço temos que definir o campo em todos os pontos da região. A unidade no SI é Newton por Coulomb (N/C).
Embora seja usada uma carga de prova para definir o campo elétrico produzido por um objeto carregado, o campo existe independentemente da carga deprova, ou seja, o campo no ponto P já existia antes de ser produzida a carga de prova, e continua a existir depois que a carga de prova é introduzida. O que deixa claro que a presença da de prova não altera a distribuição de cargas e, portanto, não afeta o campo elétrico que estamos medindo.
O conhecimento e o saber lidar com o campo elétrico é fundamental, são inúmeras as aplicações deste aodia a dia, que vai desde tubos de raios catódicos até acelerador de partículas, um exemplo que enfatiza bastante a presença do campo elétrico na vida das pessoas é a televisão de tubo, que nada mais é que um acelerador de partículas.
Para calcular o campo elétrico produzido por uma carga pontual q, coloca-se uma carga de prova [pic] nesse ponto, e de acordo com a lei de Coulomb, o móduloda força eletrostática que age sobre [pic] é dado por:

[pic] =[pic] (1.1.2)

O sentido de [pic] é para longe da carga pontual se q é positiva e na direção da carga pontual se q é negativa. De acordo com a eq.(1.1.2), o módulo do vetor campo elétrico é dado por:
[pic] = [pic] = [pic] (1.1.3)
A partir da eq.(1.1.2) pode-se definir a força aplicada a uma carga devidoà interação com várias cargas diferentes como sendo:
[pic]= [pic] (1.1.4)
Pode-se dizer que a força exercida por um campo elétrico sobre uma carga pontual i, quando esta é submetida a um campo elétrico externo [pic] produzido por outras cargas, é dada por:
[pic] = [pic]i (1.1.5)
A eq.(1.1.5) nos revela que o conhecimento do campo elétricoem um ponto qualquer do espaço, permite saber qual a força atuante sobre uma carga qualquer sem nos preocuparmos com as cargas que deram origem a esse campo.
E o campo elétrico nesse caso vale:
[pic]= [pic] (1.1.6)
A eq.(1.1.6) mostra o campo elétrico devido a uma distribuição de cargas puntiformes.(1)
Agora, se a distribuição de cargas for contínua, a equação do campoelétrico pode ser descrita como:
[pic]= [pic] (1.1.7)
1.2. Potencial Elétrico:
        O comportamento eletrostático, devido a qualquer distribuição de carga, pode ser descrito tanto em termos do campo elétrico como do potencial elétrico. A energia potencial de uma partícula carregada na presença de um campo elétrico depende do valor da carga. Por outro lado, a energia potencial...
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