Calculadora da lei de Gauss

A lei de Gauss relaciona o fluxo elétrico líquido através de uma superfície fechada à carga elétrica total envolvida por ela. No vácuo, a lei é Φ = Q/ε₀, em que Φ é o fluxo elétrico líquido, Q é a carga envolvida e ε₀ é a permissividade do vácuo. Esta calculadora usa ε₀ = 8.8541878128 × 10⁻¹² farads per meter e converte a carga informada de nanocoulombs para coulombs. O fluxo elétrico mede quanto campo elétrico atravessa uma superfície na direção normal. Sua unidade SI é newton metro quadrado por coulomb. O total depende apenas da carga líquida interna, não da forma exata da superfície nem da posição das cargas externas. Cargas externas podem criar campos na superfície, mas suas linhas entram e saem em quantidades líquidas iguais, contribuindo com zero para a integral fechada. A calculadora também divide o fluxo total pela área informada para apresentar um campo elétrico normal uniforme. Esse segundo resultado só vale quando a simetria torna o módulo do campo constante na superfície gaussiana e o campo é perpendicular a ela. Exemplos comuns são uma esfera centrada em uma carga pontual isolada, uma superfície cilíndrica em torno de uma linha carregada suficientemente longa com os efeitos de extremidade tratados corretamente, e um cilindro curto que atravessa um plano carregado ideal infinito. Para distribuições ou superfícies arbitrárias, a lei de Gauss continua válida, mas o campo geralmente não pode ser obtido por simples divisão. Carga envolvida positiva produz fluxo positivo para fora, enquanto carga negativa produz fluxo negativo para dentro. A área precisa ser positiva mesmo quando a carga é negativa. Use esta ferramenta em aulas de eletrostática, conferências de campos simétricos e estimativas rápidas de ordem de grandeza. Ela considera vácuo ou ar aproximado como vácuo. Materiais dielétricos exigem cuidado com permissividade, polarização e se o problema está formulado em campo elétrico ou deslocamento elétrico. Geometrias complexas normalmente exigem integração direta ou análise numérica, em vez de uma estimativa de campo uniforme.