Equipotenciais

Equipotenciais e Campos Elétricos

Introdução
Séculos atrás não havia mais do que umas poucas lâmpadas elétricas, atualmente a humanidade está extremamente dependente da eletricidade em sua vida cotidiana. Embora o uso generalizado da eletricidade ainda seja recente, seu estudo teve uma longa trajetória de pesquisa antes de a primeira lâmpada elétrica ser acesa. As observações dos fenômenos elétricos remontam aos ancestrais gregos, que notaram que atritando o âmbar ele atraía pequenos objetos, como fragmentos de palhas ou penas. Na realidade a palavra elétrico tem sua origem na palavra grega que significa âmbar, eléktron.

A força elétrica, exercida por uma carga sobre outra é um exemplo de ação de força a distância, semelhante a força gravitacional exercida por uma massa sobre outra. Uma carga produz um campo elétrico E em todo o espaço, e esse campo exerce uma força sobre a segunda carga. Assim, é o campo E na posição da segunda carga que exerce a força sobre ela, e não a primeira carga, que está a uma certa distancia. As variações no campo de propagam através do espaço com a velocidade da luz, c. Assim, se uma carga for subitamente deslocada, a força que ela exerce sobre uma segunda carga a uma distancia r não irá variar antes de decorrido um intervalo de tempo igual a r / c.

Figura 1. Conjunto de cargas puntiformes.

A Figura 1 mostra um conjunto de cargas puntiformes, q1, q2 e q3, arbitrariamente dispostas no espaço. Essas cargas produzem um campo elétrico E em todo o espaço. Ao se colocar uma pequena carga de prova positiva q0 em algum ponto nas proximidades das três cargas haverá uma força exercida sobre q0 devido as outras cargas. A força resultante sobre q0 é o vetor soma das forças individuais exercidas sobre q0 por cada uma das outras cargas presentes no sistema. Uma vez que cada uma dessas forças é proporcional a q0, a força resultante será, também, proporcional a q0. O campo elétrico E em um ponto será igual a essa força dividida por q0.
E=