Medição de Campo Elétrico em Capacitor de Placas Paralelas

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

a. Sistemas de Coordenadas

Para este experimento utilizamos sistemas de coordenadas ortogonais. Sistemas de coordenadas ortogonais são aqueles em que os eixos coordenados são mutuamente perpendiculares. Estes eixos definem pontos no espaço segundo a interseção de superfícies. Na Figura 1 é possível visualizar as superfícies e vetores unitários dos três sistemas de coordenadas mais comuns no estudo do eletromagnetismo (coordenadas cartesianas, cilíndricas e esféricas).

Figura 1: Superfícies e vetores unitários dos sistemas coordenados cartesiano, cilíndrico e esférico.

A necessidade da mudança entre coordenadas é recomendável para pontos e vetores a fim de facilitar as operações matemáticas exigidas em um determinado problema.

b. Conceito de campo

Campo elétrico é o campo de força provocado por cargas elétricas ou por um sistema de cargas, que estão sujeitas a uma força elétrica. Em geral ocorrendo em certa região do espaço, chamado de campo elétrico. As grandezas físicas que dão origem aos campos são chamadas de fontes do campo. Um campo elétrico é um campo de força provocado por cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistema de cargas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas a uma força elétrica. A definição de campo elétrico dada pela relação entre a força elétrica F e a carga de prova q:

eq.[1] Onde:

F é a força elétrica dada de acordo com a lei de Coulomb e
E é dado por N/C ou V/m, expressando a intensidade do campo elétrico. O campo elétrico é uma grandeza vetorial, portanto é representado por um vetor. O vetor campo elétrico tem sempre a mesma direção da força que a carga está sujeita. E o sentido é o mesmo da força se a carga de prova estiver carregada positivamente (Q > 0).S e a carga for negativa (Q < 0) o sentido é contrário à força. Veja figura 2

Figura 2: sentido do campo elétrico.

c. Lei de Gauss

A divergência do campo vetorial