O que é um campo eletrostático?

Um campo eletrostático é um campo invisível que envolve partículas eletricamente carregadas. Esse campo pode formar-se em torno de dois objetos na mesma vizinhança com cargas elétricas diferentes ou de um único objeto carregado eletricamente em relação ao ambiente circundante. Uma vez formado, o campo eletrostático pode exercer uma força sobre outros objetos eletricamente carregados nas proximidades.

O campo eletrostático é um campo vetorial definido como a força por carga unitária que uma carga pontual estacionária encontraria em um ponto específico do campo. O campo eletrostático é simbolizado nas equações matemáticas como uma letra maiúscula "E". Além disso, o campo eletrostático é medido usando a unidade do Sistema Internacional de Unidades (SI) de newtons por coulomb.

A direção de um campo eletrostático é equivalente à direção da força que exerce sobre uma carga pontual positiva. Uma carga positiva estacionária terá um campo eletrostático apontando radialmente para fora da carga. Por outro lado, uma carga negativa terá um campo eletrostático apontando radialmente em direção à carga.

Se dois objetos com carga oposta estiverem na mesma vizinhança, as linhas começarão com cargas positivas e terminarão com cargas negativas. A direção das linhas em qualquer ponto entre os dois objetos indica a direção em que a força atuará. Se uma carga for positiva, ela experimentará uma força na mesma direção que o campo. Por outro lado, uma carga negativa dentro de um campo eletrostático experimentará uma força na direção oposta ao campo.

O conceito de um campo eletrostático envolve muitas propriedades semelhantes à força da gravidade. Uma carga pontual dentro de um campo elétrico uniforme atua de maneira semelhante a um objeto no qual a força da gravidade está atuando. Assim, o uso de movimento de projéteis e equações cinemáticas também se aplica a uma carga pontual dentro de um campo eletrostático uniforme.

A lei de Gauss é um método de calcular campos c eletrostáticos. Essencialmente, se você tem uma esfera condutora sólida com uma carga líquida de Q, é capaz de avaliar que a carga excedente está do lado de fora da esfera. Assim, a lei de Gauss afirma que o campo eletrostático dentro da esfera é zero e o campo eletrostático fora da esfera é o mesmo que uma carga pontual com uma carga líquida de Q. Essa suposição facilita muito o cálculo de componentes vetoriais de um campo eletrostático.