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A lei de gauss e sua aplicação no campo elétrico. A lei de gauss é uma lei fundamental da física que permite calcular o campo elétrico em diferentes situações, especialmente quando a simetria é alta. O documento inclui explicações sobre a lei de coulomb, fluxo elétrico, superfície gaussiana e o potencial elétrico.
Tipologia: Notas de aula
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Linhas de Campo Karl Friedrich Gauss (1777-1855) Na Física, sempre podemos tirar vantagens da situação de simetria entre os corpos. A simetria se refere à forma como a massa de um corpo está distribuída no seu volume, ou, no caso de cargas elétricas, como elas estão distribuídas no espaço. Um corpo altamente simétrico, por exemplo, é a esfera ou uma elipsóide. A Lei de Coulomb é a principal lei da Eletrostática, podendo ser usada em qualquer problema onde haja alto ou baixo grau de simetria, em especial, ela é bastante utilizada em problemas com baixo grau de simetria entre as cargas distribuídas num corpo. Quando o grau de simetria for alto, é vantajoso utilizar a Lei de Gauss, que é uma nova forma de expressar a Lei de Coulomb, porque a aplicação da lei facilita muito a resolução de problemas de eletrostática.
fluxo Linhas de Campo Elétrico Linhas de Campo Elétrico paralela a normal da superfície. normal
Fluxo elétrico de uma superfície com ângulo qualquer Vetor 𝑨´ normal à superfície forma um angulo de 𝜽 com as linhas de campo Fluxo =
Qual é o fluxo que passa em uma esfera (superfície esférica) de 1, m de raio e uma carga de 1,0 μC?
**1. Qual é o campo Elétrico a 1,0 m da carga?
Superfície Gaussiana
O fluxo encontrado na superfície gaussiana está relacionado com as cargas contidas em seu interior. O Campo Elétrico encontrado na superfície gaussiana está relacionado com as cargas contidas em seu interior.
Exemplo 1-Simetria esférica. (Área=4πd^2 ) Esta equação permite calcular o campo elétrico E produzido pela carga q numa região distante r do centro da carga (resultado idêntico usando a Lei de Coulomb para carga pontual). Lei de Gauss E // dA
Exemplo 2-Simetria plana. Só há fluxo saindo das bases do cilindro Lei de Gauss
f i if U = U − U = − W
O potencial elétrico, tensão ou voltagem, símbolo “ V ” , é definido como sendo a variação da energia potencial elétrica por unidade de carga e independentemente da trajetória percorrida (só depende da posição inicial e final), pois a força de Coulomb é conservativa. Energia Potencial Trabalho
Relação entre o potencial V e o campo elétrico E V E ds f i = − Campo elétrico na mesma direção que S.
A diferença de potencial V se define como a variação da energia potencial elétrica por unidade de carga efetuado pelo campo elétrico quando a carga se desloca do ponto a para o ponto b. 1 Volt = 1 Joule/Coulomb