Duas placas condutoras quadradas são mantidas paralelas e a uma distância fixa uma da outra. Considerando que uma placa recebeu uma carga positiva e a outra uma carga negativa de igual valor em módulo, esboce as linhas de força do campo elétrico.
Passo 1
O enunciado descreve duas placas condutoras quadradas, mantidas paralelas e a uma distância fixa, com cargas de mesmo módulo e sinais opostos (uma positiva, outra negativa). O conteúdo é campo elétrico em capacitores de placas planas e linhas de força, e vamos precisar usar a definição de que linhas de força saem de cargas positivas e terminam em cargas negativas, sendo mais densas onde o campo é mais intenso.
Passo 2
No interior da região entre as placas ideais, o campo elétrico é praticamente uniforme e aponta de forma perpendicular das cargas positivas em direção às negativas. Isso significa que as linhas de força nesse trecho são retas, paralelas e igualmente espaçadas.
Passo 3
Nas bordas das placas ocorre o fenômeno de franja (campo de borda): lá as linhas de força se curvam para fora, partindo das arestas da placa positiva e se dirigindo às arestas da placa negativa. Essas linhas de curva evidenciam que fora do interior há campo não uniforme e mais fraco.
Passo 4
Fora das placas (exterior ao capacitor), o número de linhas que escapam é muito menor, pois a maior parte das linhas liga uma placa diretamente à outra. Assim, fora da região entre as placas observamos poucas linhas de força, saindo da placa positiva e indo em arco até a negativa, indicando campo fraco.
Passo 5
Para esboçar:
. Desenhe duas placas verticais paralelas, a da esquerda com sinal “
” e a da direita com sinal “–”.
. Entre elas trace várias linhas retas, paralelas e igualmente espaçadas, com setas apontando da placa “
” para a “–”.
. Nas extremidades superior e inferior, complemente com algumas linhas que saem da placa “
”, curvam para fora e entram na placa “–”, mostrando o efeito de franja.
Resposta
Esquema das linhas de força:
Onde:
- As setas retas no interior indicam campo uniforme (linhas de força perpendiculares e paralelas).
- As linhas curvas acima e abaixo mostram o campo de borda (franja).