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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
RODRIGO ALVES DIAS
Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJFLivro texto: Fısica 3 - Eletromagnetismo
Autores: Sears e ZemanskyEdicao: 12a
Editora: Pearson - Addisson and Wesley
18 de agosto de 2011
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Objetivos de Aprendizagem
Ao estudar este capıtulo voce aprendera:
I Como determinar a quantidade de carga no interior de umasuperfıcie fechada examinando o campo eletrico sobre asuperfıcie.
I O que significa fluxo eletrico e como calcula-lo.
I Como a lei de Gauss relaciona o fluxo eletrico atraves de umasuperfıcie fechada a carga englobada pela superfıcie.
I Como usar a lei de Gauss para calcular o campo eletrico deproduzido por uma distribuicao simetrica de carga.
I Onde se localiza a carga em um condutor carregado.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Objetivos de Aprendizagem
Ao estudar este capıtulo voce aprendera:
I Como determinar a quantidade de carga no interior de umasuperfıcie fechada examinando o campo eletrico sobre asuperfıcie.
I O que significa fluxo eletrico e como calcula-lo.
I Como a lei de Gauss relaciona o fluxo eletrico atraves de umasuperfıcie fechada a carga englobada pela superfıcie.
I Como usar a lei de Gauss para calcular o campo eletrico deproduzido por uma distribuicao simetrica de carga.
I Onde se localiza a carga em um condutor carregado.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Objetivos de Aprendizagem
Ao estudar este capıtulo voce aprendera:
I Como determinar a quantidade de carga no interior de umasuperfıcie fechada examinando o campo eletrico sobre asuperfıcie.
I O que significa fluxo eletrico e como calcula-lo.
I Como a lei de Gauss relaciona o fluxo eletrico atraves de umasuperfıcie fechada a carga englobada pela superfıcie.
I Como usar a lei de Gauss para calcular o campo eletrico deproduzido por uma distribuicao simetrica de carga.
I Onde se localiza a carga em um condutor carregado.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Objetivos de Aprendizagem
Ao estudar este capıtulo voce aprendera:
I Como determinar a quantidade de carga no interior de umasuperfıcie fechada examinando o campo eletrico sobre asuperfıcie.
I O que significa fluxo eletrico e como calcula-lo.
I Como a lei de Gauss relaciona o fluxo eletrico atraves de umasuperfıcie fechada a carga englobada pela superfıcie.
I Como usar a lei de Gauss para calcular o campo eletrico deproduzido por uma distribuicao simetrica de carga.
I Onde se localiza a carga em um condutor carregado.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Objetivos de Aprendizagem
Ao estudar este capıtulo voce aprendera:
I Como determinar a quantidade de carga no interior de umasuperfıcie fechada examinando o campo eletrico sobre asuperfıcie.
I O que significa fluxo eletrico e como calcula-lo.
I Como a lei de Gauss relaciona o fluxo eletrico atraves de umasuperfıcie fechada a carga englobada pela superfıcie.
I Como usar a lei de Gauss para calcular o campo eletrico deproduzido por uma distribuicao simetrica de carga.
I Onde se localiza a carga em um condutor carregado.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Introducao
I Uma ferramenta importante para simplificar um problema e autilizacao de propriedades de simetria
I A lei de Gauss usa consideracoes de simetria para adeterminacao de campos eletricos.
I A lei de Gauss relaciona a carga total existente no interior deuma superfıcie imaginaria fechada com o campo eletrico detodos os pontos sobre a superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Introducao
I Uma ferramenta importante para simplificar um problema e autilizacao de propriedades de simetria
I A lei de Gauss usa consideracoes de simetria para adeterminacao de campos eletricos.
I A lei de Gauss relaciona a carga total existente no interior deuma superfıcie imaginaria fechada com o campo eletrico detodos os pontos sobre a superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Introducao
I Uma ferramenta importante para simplificar um problema e autilizacao de propriedades de simetria
I A lei de Gauss usa consideracoes de simetria para adeterminacao de campos eletricos.
I A lei de Gauss relaciona a carga total existente no interior deuma superfıcie imaginaria fechada com o campo eletrico detodos os pontos sobre a superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Carga eletrica e fluxo eletrico
Qual e o campo eletrico produzido por uma dada distribuicao de cargas em umponto P do espaco?
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Carga eletrica e fluxo eletrico
Qual e o campo eletrico produzido por uma dada distribuicao de cargas em umponto P do espaco?
Se invertermos a pergunta temos:
Caso voce saiba a configuracao de campos eletricos em uma dada regiao, o quepoderiamos afirmar sobre a distribuicao de cargas nessa regiao?
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Carga eletrica e fluxo eletrico
Qual e o campo eletrico produzido por uma dada distribuicao de cargas em umponto P do espaco?
Se invertermos a pergunta temos:
Caso voce saiba a configuracao de campos eletricos em uma dada regiao, o quepoderiamos afirmar sobre a distribuicao de cargas nessa regiao?
Superfıcie fechada(imaginaria): englobacompletamente um dado volume, nao produznenhum efeito sobre qualquer campo eletrico.
Como voce pode determinar a quantidade decarga(caso haja) existente no interior da caixa?
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Carga eletrica e fluxo eletrico
Caso voce saiba a configuracao de campos eletricos em uma dada regiao, o quepoderiamos afirmar sobre a distribuicao de cargas nessa regiao?
Superfıcie fechada(imaginaria): englobacompletamente um dado volume, nao produznenhum efeito sobre qualquer campo eletrico.
Como voce pode determinar a quantidade decarga(caso haja) existente no interior da caixa?
Medindo a forca ~F exercida sobre uma carga deteste q0, voce faz um mapa tridimensional docampo ~E = ~F/q0 existente no exterior da caixa.
Examinando os detalhes do mapa, voce poderacalcular o valor exato da carga existente nointerior da caixa.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Fluxo eletrico e carga englobada
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Para determinar o conteudo da caixa, basta, naverdade medir ~E sobre a superfıcie da caixa.
I Carga positiva, fluxo para fora da superfıcie.
I Dobra a carga positiva, dobra o fluxo parafora da superfıcie.
I Carga negativa, fluxo para dentro dasuperfıcie.
I Dobra a carga negativa, dobra o fluxo paradentro da superfıcie.
I Carga nula, fluxo para fora/dentro dasuperfıcie e nulo.
I Carga lıquida nula, fluxo eletrico lıquido parafora/dentro da superfıcie e nulo.
I Duplicar o tamanho da caixa nao altera ofluxo eletrico atraves da superfıcie.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Carga eletrica e fluxo eletrico
Lei de Gauss(Formulacao qualitativa):
1. O sinal da carga no interior de uma superfıcie fechadadetermina se o fluxo esta entrando/saindo da superfıcie.
2. Cargas no exterior da superfıcie fechada nao fornece fluxolıquido atraves da superfıcie.
3. O fluxo eletrico lıquido e diretamente proporcional a cargalıquida no interior da superfıcie fechada, porem ele eindependente do tamanho da superfıcie fechada.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Fluxo de um campo eletrico uniforme
Descreveremos o fluxo eletrico ΦE como o numero de linhas de campo eletrico queatravessa uma dada area A.
ΦE = EA
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Fluxo de um campo eletrico uniforme
Descreveremos o fluxo eletrico ΦE como o numero de linhas de campo eletrico queatravessa uma dada area A.
ΦE = EA
ΦE = EA cosφ
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Fluxo de um campo eletrico uniforme
Descreveremos o fluxo eletrico ΦE como o numero de linhas de campo eletrico queatravessa uma dada area A.
ΦE = EA
ΦE = EA cosφ
ΦE = ~E · ~A
No S.I. a unidade de fluxo eletrico sera: Nm2/C .
Podemos representar o vetor ~A por: ~A = An, onden e o vetor unitario normal a superfıcie.
Uma superfıcie possui dois lados, portanto existemdois sentidos para o vetor ~A e n. Devemos sempreespecificar qual e o sentido escolhido.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Fluxo de um campo eletrico nao uniforme
Para uma superfıcie fechada, sempre escolhemos o sentido de n para fora dasuperfıcie e dizemos que o fluxo eletrico sai da superfıcie fechada.
I Se um fluxo eletrico sai da superfıcie entao: ΦE e positivo.
I Se um fluxo eletrico entra da superfıcie entao: ΦE e negativo.
I Dividimos A em pequenos elementos desuperfıcie dA, cada um deles possui um vetorunitario n, perpendicular ao elemento de areadA, de tal forma que:d~A = n dA.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Fluxo de um campo eletrico nao uniforme
Para uma superfıcie fechada, sempre escolhemos o sentido de n para fora dasuperfıcie e dizemos que o fluxo eletrico sai da superfıcie fechada.
I Se um fluxo eletrico sai da superfıcie entao: ΦE e positivo.
I Se um fluxo eletrico entra da superfıcie entao: ΦE e negativo.
I Dividimos A em pequenos elementos desuperfıcie dA, cada um deles possui um vetorunitario n, perpendicular ao elemento de areadA, de tal forma que:d~A = n dA.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Fluxo de um campo eletrico nao uniforme
Para uma superfıcie fechada, sempre escolhemos o sentido de n para fora dasuperfıcie e dizemos que o fluxo eletrico sai da superfıcie fechada.
I Se um fluxo eletrico sai da superfıcie entao: ΦE e positivo.
I Se um fluxo eletrico entra da superfıcie entao: ΦE e negativo.
Se o campo eletrico ~E nao e uniforme e asuperfıcie e curva entao:
I Dividimos A em pequenos elementos desuperfıcie dA, cada um deles possui um vetorunitario n, perpendicular ao elemento de areadA, de tal forma que:d~A = n dA.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Para uma superfıcie fechada, sempre escolhemos o sentido de n para fora dasuperfıcie e dizemos que o fluxo eletrico sai da superfıcie fechada.
I Se um fluxo eletrico sai da superfıcie entao: ΦE e positivo.
I Se um fluxo eletrico entra da superfıcie entao: ΦE e negativo.
Se o campo eletrico ~E nao e uniforme e asuperfıcie e curva entao:
I Dividimos A em pequenos elementos desuperfıcie dA, cada um deles possui um vetorunitario n, perpendicular ao elemento de areadA, de tal forma que:d~A = n dA.
![Page 30: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/30.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Determinacao do fluxo eletrico
Para uma superfıcie fechada, sempre escolhemos o sentido de n para fora dasuperfıcie e dizemos que o fluxo eletrico sai da superfıcie fechada.
I Se um fluxo eletrico sai da superfıcie entao: ΦE e positivo.
I Se um fluxo eletrico entra da superfıcie entao: ΦE e negativo.
Se o campo eletrico ~E nao e uniforme e asuperfıcie e curva entao:
I Dividimos A em pequenos elementos desuperfıcie dA, cada um deles possui um vetorunitario n, perpendicular ao elemento de areadA, de tal forma que:d~A = n dA.
Calculamos o fluxo eletrico em cada um doselementos de area e integramos para obter o fluxoeletrico total por:
ΦE =
∫E cosφdA =
∫E⊥dA =
∫~E · d~A
Integral de superfıcie de ~E · d~A.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Lei de Gauss
Forma geral da Lei de Gauss
O fluxo eletrico total atraves de qualquer superfıcie fechada e igual a carga eletricatotal(lıquida) existente no interior da superfıcie fechada dividida por ε0.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦE =
∮E cosφdA =
∮E⊥dA =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Lei de Gauss
Forma geral da Lei de GaussO fluxo eletrico total atraves de qualquer superfıcie fechada e igual a carga eletricatotal(lıquida) existente no interior da superfıcie fechada dividida por ε0.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦE =
∮E cosφdA =
∮E⊥dA =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
Superfıcie esferica com raio r em torno de umacarga +q.
ΦE =
∮E⊥dA =
∮q
4πε0r2dA
ΦE =q
4πε0r2
∮dA =
q
4πε0r24πr2 =
q
ε0
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Lei de Gauss
Forma geral da Lei de GaussO fluxo eletrico total atraves de qualquer superfıcie fechada e igual a carga eletricatotal(lıquida) existente no interior da superfıcie fechada dividida por ε0.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦE =
∮E cosφdA =
∮E⊥dA =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
Superfıcie esferica com raio r em torno de umacarga −q.
ΦE =
∮E⊥dA =
∮ ( −q
4πε0r2
)dA
ΦE =−q
4πε0r2
∮dA =
−q
4πε0r24πr2 =
−q
ε0
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Lei de Gauss
Forma geral da Lei de GaussO fluxo eletrico total atraves de qualquer superfıcie fechada e igual a carga eletricatotal(lıquida) existente no interior da superfıcie fechada dividida por ε0.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦE =
∮E cosφdA =
∮E⊥dA =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
Superfıcie qualquer sem carga no interior.
ΦE =
∮~E · d~A = 0
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Fluxo eletrico e carga interna.
Determine o fluxo eletrico atraves das superfıciesfechadas A, B, C e D.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Fluxo eletrico e carga interna.
Determine o fluxo eletrico atraves das superfıciesfechadas A, B, C e D.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦAE =
q
ε0
![Page 37: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/37.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Fluxo eletrico e carga interna.
Determine o fluxo eletrico atraves das superfıciesfechadas A, B, C e D.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦAE =
q
ε0
ΦBE =
−q
ε0
![Page 38: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/38.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Fluxo eletrico e carga interna.
Determine o fluxo eletrico atraves das superfıciesfechadas A, B, C e D.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦAE =
q
ε0
ΦBE =
−q
ε0
ΦCE = 0
![Page 39: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/39.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Fluxo eletrico e carga interna.
Determine o fluxo eletrico atraves das superfıciesfechadas A, B, C e D.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
ΦAE =
q
ε0
ΦBE =
−q
ε0
ΦCE = 0
ΦDE = 0
![Page 40: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/40.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Cargas em condutores
I Se conhecemos a distribuicao de carga ρ usando a lei de Gauss obtemos ocampo eletrico ~E .
I Se conhecemos o campo eletrico ~E usando a lei de Gauss obtemos a distribuicaode carga ρ.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Cargas em condutores
I Se conhecemos a distribuicao de carga ρ usando a lei de Gauss obtemos ocampo eletrico ~E .
I Se conhecemos o campo eletrico ~E usando a lei de Gauss obtemos a distribuicaode carga ρ.
![Page 42: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/42.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Cargas em condutores
I Se conhecemos a distribuicao de carga ρ usando a lei de Gauss obtemos ocampo eletrico ~E .
I Se conhecemos o campo eletrico ~E usando a lei de Gauss obtemos a distribuicaode carga ρ.
Campo eletrico produzido por distribuicao de cargas
sobre condutores.
I Quando existe um excesso de carga em umcondutor solido em equilıbrio, o excesso decargas fica inteiramente localizado sobre asuperfıcie do condutor.
I Nao pode existir nenhum excesso de cargasno interior de um condutor solido emequilıbrio;.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Cargas em condutores
I Se conhecemos a distribuicao de carga ρ usando a lei de Gauss obtemos ocampo eletrico ~E .
I Se conhecemos o campo eletrico ~E usando a lei de Gauss obtemos a distribuicaode carga ρ.
Campo eletrico produzido por distribuicao de cargas
sobre condutores.
I Quando existe um excesso de carga em umcondutor solido em equilıbrio, o excesso decargas fica inteiramente localizado sobre asuperfıcie do condutor.
I Nao pode existir nenhum excesso de cargasno interior de um condutor solido emequilıbrio;.
![Page 44: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/44.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Cargas em condutores
I Se conhecemos a distribuicao de carga ρ usando a lei de Gauss obtemos ocampo eletrico ~E .
I Se conhecemos o campo eletrico ~E usando a lei de Gauss obtemos a distribuicaode carga ρ.
Campo eletrico produzido por distribuicao de cargas
sobre condutores.
I Quando existe um excesso de carga em umcondutor solido em equilıbrio, o excesso decargas fica inteiramente localizado sobre asuperfıcie do condutor.
I Nao pode existir nenhum excesso de cargasno interior de um condutor solido emequilıbrio;.
No equilıbrio eletrostatico, ~E = 0 em qualquer ponto no interior do condutor.Caso ~E 6= 0 as cargas estariam em movimento.
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma esfera condutora carregada com carga q.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
Para r > R:
E(4πr2) =q
ε0
E(r) =q
4πε0r2
Para r = R:
E(R) =q
4πε0R2
Para r < R:
E(4πr2) = 0
E = 0
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma carga distribuıda ao longo de um fio retilıneo.
∮~E · d~A =
Qinter
ε0; Qinter = λl
![Page 47: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/47.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma carga distribuıda ao longo de um fio retilıneo.
∮~E · d~A =
Qinter
ε0; Qinter = λl
E(2πrl) =λl
ε0
![Page 48: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/48.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma carga distribuıda ao longo de um fio retilıneo.
∮~E · d~A =
Qinter
ε0; Qinter = λl
E(2πrl) =λl
ε0
E(r) =λ
2πε0r
![Page 49: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/49.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma carga distribuıda ao longo de um plano infinito.
∮~E · d~A =
Qinter
ε0; Qinter = σA
![Page 50: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/50.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma carga distribuıda ao longo de um plano infinito.
∮~E · d~A =
Qinter
ε0; Qinter = σA
E(2A) =σA
ε0
![Page 51: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/51.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma carga distribuıda ao longo de um plano infinito.
∮~E · d~A =
Qinter
ε0; Qinter = σA
E(2A) =σA
ε0
E =σ
2ε0
![Page 52: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/52.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma esfera uniforme nao condutora carregada com carga Q.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
![Page 53: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/53.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma esfera uniforme nao condutora carregada com carga Q.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
Para r ≥ R:
E(4πr2) =Q
ε0→ E(r) =
q
4πε0r2
![Page 54: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/54.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de uma esfera uniforme nao condutora carregada com carga Q.
ΦE =
∮~E · d~A =
Qinter
ε0
Para r ≥ R:
E(4πr2) =Q
ε0→ E(r) =
q
4πε0r2
Para r < R:Sabemos que, ρ = Q
4πR3/3, o volume interno
englobada pela superfıcie gaussiana e Vint = 4πr3
3,
assim a carga interna sera:
Qinter = ρVint =
(Q
4πR3/3
)(4πr3
3
)= Q
r3
R3
E(4πr2) =Q
ε0
r3
R3→ E =
Q
4πε0
r
R3
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de um volume oco carregada
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de um volume oco carregada
![Page 57: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/57.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Campo de um volume oco carregada
![Page 58: RODRIGO ALVES DIASradias/Fisica3/Cap22-LeideGauss.pdf · Cap tulo 22 - Lei de Gauss RODRIGO ALVES DIAS Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF Livro texto: F sica 3 - Eletromagnetismo](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042711/5f80d1da2d33be69184d96e1/html5/thumbnails/58.jpg)
Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Teste experimental da lei de Gauss
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Teste experimental da lei de Gauss
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Teste experimental da lei de Gauss
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Capıtulo 22 - Lei de Gauss
Aplicacoes da Lei de Gauss
Gaiola de Faraday