Laboratório de cargas e campo elétrico

Neste laboratório virtual você posiciona cargas elétricas positivas e negativas e observa, por meio de um sensor móvel, o campo elétrico resultante em qualquer ponto do espaço. Observe como a intensidade do campo cai rapidamente com a distância e como o sinal da carga determina se o campo aponta para longe dela ou em sua direção. Experimente montar um dipolo — uma carga positiva e uma negativa próximas — e mova o sensor ao redor: em que região o campo é mais intenso? Há algum ponto em que o campo resultante se anula? Ative a exibição das contribuições individuais para ver, separadamente, o campo de cada carga antes de serem somadas vetorialmente — este é o princípio da superposição. Ative também o mapa de potencial e as linhas equipotenciais: uma linha equipotencial conecta todos os pontos do espaço que compartilham o mesmo potencial elétrico, de modo que deslocar-se ao longo dela não altera o potencial. No modelo eletrostático, o campo elétrico é sempre perpendicular às equipotenciais, e onde as linhas aparecem mais próximas umas das outras o potencial varia mais rapidamente no espaço — a distribuição dos níveis usa uma escala visual comprimida para não concentrar todas as linhas perto das cargas, mas cada rótulo mostra o valor físico em volts. A quantidade selecionada é uma meta visual: os níveis automáticos são escolhidos conforme a distribuição global disponível e nem toda configuração oferece o mesmo número de curvas distintas. Use “Adicionar linha com sonda” e clique num ponto para criar a curva correspondente ao potencial medido ali. Posicione o sensor sobre uma linha equipotencial e mova-o ao longo dela: observe como o potencial permanece aproximadamente constante enquanto o vetor de campo resultante cruza a linha. Qual é a relação entre a direção do campo elétrico e as linhas equipotenciais? Bem perto de cada carga o potencial não é definido — uma carga puntiforme diverge em r = 0 — por isso as linhas equipotenciais não são desenhadas atravessando esse ponto. O objeto retangular representa uma seção bidimensional de um condutor metálico em equilíbrio eletrostático. O condutor é equipotencial, o campo elétrico interno é nulo e o campo externo é obtido pela solução numérica da equação de Laplace. A borda externa do laboratório adota V = 0 como aproximação numérica. O modelo trata cada carga como puntiforme e ideal: não há dinâmica temporal nesta versão (as cargas não se movem sob ação do próprio campo) nem efeitos de blindagem ou de meios materiais entre elas.