Princípio Os valores
do campo eléctrico e do potencial criados pelo conjunto de n cargas
pontuais qi são dados por:
O vector ri tem como origem a carga qi
e como extremidade o ponto em estudo. Consideremos três cargas pontuais colocadas
nos vértices de um triângulo equilátero. O estudo é realizado no plano que contém
as cargas, tendo como origem o baricentro do triângulo, colocando uma carga sobre o eixo Ox.
Nesta aplicação, para desenhar as linhas de campo (curvas tangentes ao vector de campo eléctrico),
parte-se de um ponto próximo de uma carga e desenha-se um pequeno segmento cuja orientação
é a mesma do campo eléctrico no ponto estudado e cujo comprimento é proporcional ao seu valor.
O processo é repetido até que o desenho esteja completo. Para desenhar as equipotenciais, desenham-se
as curvas de nível do potencial. Para três cargas idênticas: O sistema admite simetrias de revolução
em torno das medianas do triângulo e um eixo ternário normal ao plano. O
campo na origem é nulo. Como o potencial deriva do campo, o potencial
na origem é um extremo. Mostre que é um mínimo. Mostre que existe
sobre Ox um outro ponto onde o campo é nulo e que corresponde a um máximo do potencial.
(a equipotencial correspondente é desenhada a verde na figura).
No exterior desta equipotencial limite, as equipotenciais são os pontos que contêm três cargas no interior,
cada equipotencial comporta três ramos, cada um deles em torno de uma carga. Assim que nos afastamos das
cargas, as equipotenciais tendem para os círculos centrados na origem.
A aplicação
: A lista de opções permite a escolha do valor da carga colocada no eixo.
Ao premir um dos botões do rato na área do desenho, ou mesmo se fizer deslizar o rato premindo um botão, são apresentados com
unidades arbitrárias os valores do campo eléctrico e do
potencial no local do cursor. Pode
constatar-se que o campo decresce rapidamente à medida que se afasta das cargas (proporcionalidade 1/r2). As linhas
de campo eléctrico são desenhadas a amarelo. As equipotenciais positivas estão a vermelho. As equipotenciais
negativas (se existirem) encontram-se a azul. A equipotencial 0 (se existir
) está traçada a branco. Note que se as três cargas têm o mesmo sinal, todas as linhas de campo tendem para o infinito.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles Université du Maine - Le Mans Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências
por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010