O que é um campo elétrico?
Um campo elétrico pode ser considerado como a esfera de influência de um objeto eletricamente carregado. Qualquer coisa que tenha uma carga elétrica afetará e será afetada por outros corpos carregados. Se dois objetos carregados forem colocados suficientemente próximos um do outro, cada um experimentará uma força mensurável que age sobre ele. O campo é teoricamente infinito em extensão, mas sua magnitude diminui com a distância da fonte de acordo com a lei do quadrado inverso. Isso significa que, se a distância for dobrada, a força do campo é dividida por quatro e, três vezes a distância, a força é dividida por nove e assim por diante; Portanto, o campo se torna desprezível em grandes distâncias.
Como uma carga elétrica pode ser positiva ou negativa, o campo elétrico é um campo vetorial, o que significa que ela tem uma direção e uma magnitude. Dois objetos eletricamente carregados experimentarão uma força repulsiva se tiverem o mesmo tipo de carga e uma força atraente se tiverem um tipo diferentees de carga. A força experimentada por um objeto carregada em um campo elétrico pode ser calculada como f = eq, onde f é a força em Newtons, e é o campo elétrico em volts por metro (v/m) e q é a carga em coulombs. Esta equação pode ser reorganizada para fornecer a força do campo, e, em volts por metro: e = f/q. Esses exemplos se aplicam a objetos pequenos, semelhantes a pontos; Para corpos carregados mais complexos ou múltiplos, os cálculos são mais complicados.
A direção de um campo elétrico é definida como a direção em que a força elétrica seria sentida por um objeto com uma carga positiva colocada no campo. Assim, o campo apontaria longe de uma acusação positiva e em direção a uma acusação negativa, uma vez que as acusações semelhantes repelirem e, ao contrário das acusações, atraem. No caso de dois corpos com o mesmo tipo de carga, cada um experimentaria uma força - calculável pela equação f = eq - direcionou umcaminho do outro objeto. Por outro lado, para dois corpos com carga oposta, cada um experimentaria uma força direcionada para o outro objeto.
Uma linha de campo elétrico pode ser desenhada com uma seta apontando para longe de uma carga positiva e apontando para uma carga negativa. Assim, um objeto carregado positivamente seria retratado com linhas de campo apontando para longe dele em todas as direções e um objeto carregado negativamente com linhas de campo convergindo sobre ele. Isso, no entanto, é apenas uma convenção e não indica que há algo físico apontando em uma direção específica.
O conceito de um campo elétrico, como descrito acima, faz parte da física "clássica". A descrição clássica funciona bem para aplicações cotidianas, mas não explica o que realmente está acontecendo quando objetos carregados atraem ou se repelem. Um ramo da teoria quântica conhecida como eletrodinâmica quântica (QED), tenta fazer isso em termos de troca de fótons, os portadores da força eletromagnética.