Introdução ao Fluxo Elétrico e à Lei de Gauss
O fluxo elétrico e a lei de Gauss são conceitos fundamentais no estudo da eletrostática. O fluxo elétrico é uma medida da quantidade de campo elétrico que atravessa uma determinada superfície. A lei de Gauss, por sua vez, relaciona o fluxo elétrico que atravessa uma superfície fechada com a carga elétrica contida no interior dessa superfície.
O que é Fluxo Elétrico?
O fluxo elétrico é definido como a quantidade de campo elétrico que atravessa uma determinada superfície. Ele pode ser calculado através da multiplicação do campo elétrico pela área da superfície e pelo cosseno do ângulo entre o campo elétrico e a normal à superfície. O fluxo elétrico é uma grandeza escalar e é expresso em unidades de voltômetro.
Lei de Gauss: O que é, como funciona e como aplicar?
A lei de Gauss é uma das quatro equações de Maxwell e relaciona o fluxo elétrico que atravessa uma superfície fechada com a carga elétrica contida no interior dessa superfície. A lei de Gauss é expressa matematicamente como ∮E.dA = Q/ε0, onde E é o campo elétrico, dA é o vetor área, Q é a carga elétrica contida no interior da superfície e ε0 é a permissividade elétrica do vácuo. A lei de Gauss só é aplicável em situações onde existe simetria na distribuição de cargas elétricas.
Exemplo prático de aplicação da Lei de Gauss
Um exemplo prático da aplicação da lei de Gauss é o cálculo do campo elétrico criado por uma carga pontual. Considerando uma carga elétrica q localizada no centro de uma esfera de raio R, podemos utilizar a lei de Gauss para determinar o campo elétrico em qualquer ponto da esfera. Como a distribuição de carga é esférica e simétrica, podemos escolher uma superfície gaussiana esférica de raio r > R e aplicar a lei de Gauss para calcular o fluxo elétrico. O resultado é que o campo elétrico em qualquer ponto da esfera é dado por E = q/4πε0r².
