LAB-ELETRICIDADE03-Campo-eletrico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE 
SEMESTRE 2023.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 03 – CAMPO ELETRICO 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: Bruno Queiroz da Silva - 510233 
INTEGRANTES DA BANCADA: Bruno Queiroz da Silva, Wanderson Xavier Soares, 
Suzana Natacha Carneiro Santos e Milena da Silva dos Santos 
TURMA: 02 
PROFESSOR: José Alves de Lima Junior 
DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 03/04/20223 ÀS 14:00h 
 
 
 
 
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OBJETIVOS 
 Obter experimentalmente linhas equipotenciais em diversas configurações de 
eletrodos; 
 Representar o campo elétrico a partir de linhas equipotenciais; 
MATERIAL 
 Fonte de tensão 12 VAC; 
 Multímetro digital; 
 Cuba transparente; 
 Eletrodos metálicos com diversos formatos; 
 Base metálica; - Cabos (04); 
 Garras tipo jacaré (02); 
 Fios de cobre (sensores); 
 Água; 
 Folhas de papel quadriculado com indicação das posições dos eletrodos. 
INTRODUÇÃO 
Introduzindo, podemos compreender que as cargas elétricas acabam sendo 
propriedades intrínsecas das partículas, conforme o Ullaby (2012). Onde uma simples carga 
pode-se induzir numa formação de um campo elétrico numa superfície genérica. Desta forma, 
para uma medição de influência de um campo gerado por esta carga, acaba utilizando 
experimentalmente uma carga, afim de uma obtenção entre uma relação representando 
matematicamente. Assim, de acordo com Ullaby (2012), pode-se chegar nesta expressão logo 
abaixo: 
𝐹 = 𝑘
𝑄𝑄0
𝑅2
 
 Assim, podemos observa que o F, acaba representando o vetor de força do campo, o Q 
a carga sendo a carga em questão, o 𝑄0 a carga de prova, o R a distancia entre ambas as partes 
da carga, e por fim o k, onde acaba sendo a constante eletrostática. Desta forma, conforme o 
roteiro da pratica podemos definir o campo de uma forma que se pode expressar assim: 
𝐸 =
𝐹 
𝑄0
 
 
 
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 Portanto, podemos retratar que o campo elétrico, acaba se definindo por suas linhas de 
força, que são representadas geralmente por um vetor. Desta forma, nas cargas positivas, essas 
linhas de força acabam tender a se afastar da superfície, ademais a negativa se forma o 
processo inverso, ou seja, tende se aproximar da superfície. 
Além da primeira formula citada no começo deste relatório, o campo elétrico, acaba 
tendo outra similaridade com o campo gravitacional, onde existe uma possibilidade de uma 
determinada energia potencial elétrica. Assim, a pode-se definir que a variação do potencial 
elétrico, quando há uma movimentação de carga de um estado inicial até o estado final, tais 
como: 
∆𝑈 = 𝑈𝑓 − 𝑈𝑖 = −𝑊𝑖𝑓 
Desta forma, conforme o Ullaby (2012), na física gravitacional, o ∆𝑈, acaba 
equivalendo na variação da energia do potencial, o 𝑈𝑓, acaba sendo o potencial final e o 𝑈𝑖 o 
potencial inicial, e por fim o – 𝑊𝑖𝑓, acaba sendo o trabalho realizado pelo campo. Desta 
forma, se anular um dos potenciais, pode-se ser considerado que apenas o potencial elétrico é 
o negativo do trabalho em certo ponto. Por fim, podemos encontrar a diferença de potencial 
entre os dois pontos relativos em um campo elétrico por meio desta equação, conforme é 
representado no roteiro desta pratica: 
∆𝑉 = 𝑉𝑓 − 𝑉𝑖 = 
−𝑊
𝑄0
 
Onde, ∆𝑉 é a diferença de potencial e 𝑉𝑓 𝑒 𝑉𝑖, são o potencial inicial e o final. 
Podemos compreender que a blindagem eletrostática, acaba se consistindo em um 
isolamento de um campo por meio de uma superfície metálica. Desta forma, o potencial 
interno da superfície condutora, acaba sendo responsável pelo isolamento, e sendo nulo. 
Assim, não tendo interferências elétricas dentro de um componente com essa blindagem nesse 
fenômeno foi capaz de observado durante a execução desta prática. 
 
 
 
 
 
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PROCEDIMENTO 
 
Figura 1.1: Arranjo experimental. 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
1. Montando o arranjo experimental (com a fonte de tensão desligada) como indicado na 
Figura 1.1. Foi colocado a bandeja sobre a folha de papel quadriculado 1. 
2. Foram colocados os eletrodos na bandeja como indicado no papel quadriculado. 
3. Foram conectados os eletrodos à fonte de tensão, saída 12 V AC. 
4. Foi colocado água na bandeja de modo a formar uma lâmina de aproximadamente 1cm 
de espessura. 
5. Foi ligada a fonte de tensão. E também foi Conectada a entrada do multímetro (COM) 
ao terminal (sensor) fixo à base metálica. 
6. Foi conectada a outra entrada do multímetro (V) ao terminal (sensor) móvel e com 
este, localize pontos de mesmo potencial, isto é, procure pontos onde a diferença de 
potencial seja nula (coloque a ponta do terminal móvel sempre perpendicular à 
superfície do líquido). Escolha a escala de 20 V AC no voltímetro. Marque os pontos 
de mesmo potencial no papel quadriculado correspondente. 
7. Foram formadas linhas equipotenciais ligando os pontos de mesmo potencial e a partir 
destas, trace as linhas de força do campo elétrico. 
8. Foi repetido o procedimento anterior para as outras configurações de eletrodos. E 
também foi repetido a do procedimento com as barras paralelas, mas desta vez 
coloque um anel metálico sobre a linha tracejada como indicado no papel 
 
 
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quadriculado correspondente. Observe que o anel metálico “blinda” o campo elétrico 
(mesmo que parcialmente). 
9. E também Inclua no seu relatório os papeis quadriculados com os traçados das linhas 
equipotenciais e das linhas de força obtidas para cada configuração 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
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Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
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Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
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Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
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Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
QUESTIONÁRIO 
1. Como verificar experimentalmente se numa determinada região do espaço há um 
campo elétrico? 
RESPOSTA: 
Na verificação no momento da experiência a em uma determinada região do espaço, 
acaba existindo o campo elétrico, neste caso basta colocar uma carga de prova nesta 
região, e verificando se surgir algo sobre essa carga a ação de uma força elétrica, se 
sim, acaba sendo por motivos que existe o campo nessa região, caso contrario não 
existe. 
 
 
 
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2. Como verificar experimentalmente se numa determinada região do espaço há um 
campo gravitacional? 
RESPOSTA: 
Necessita primeiro, numa existência do campo gravitacional está ligado num corpo 
extremamente massivo e a energia potencial de diferentes pontos da região do espaço 
em tono desse corpo, assim a forma de liberar um objeto com massa, por exemplo, o 
próprio ser humano, se ele locomover nesse campo, acaba existindo uma força gerada 
por um campo gravitacional. 
 
3. Duas linhas de força nunca se cruzam. Por quê? 
RESPOSTA: 
Nessa propriedade de duas linhas de força, que acaba nunca se cruzando existe, pois 
em cada ponto dentro de uma região que tem o campo elétrico, acaba existindo um 
vetor de campo elétrico neste ponto, onde desta forma sabendo da existência que o 
vetor do campo elétrico é tangente a linha da força de um determinado ponto. No caso 
dessas duas linhas se cruzarem, isso geraria um determinado duas tangentes originadas 
de um mesmo e único ponto, o que acaba infringindo a propriedade que discute que 
em ponto dentro de um campo elétrico que existe somente um vetor campo elétrico. 
 
 
 
 
 
4. Duas superfícies equipotenciais diferentes podem interceptar-se? Justifique. 
RESPOSTA: 
Não, pois uma vez que as superfícies equipotenciais são perpendiculares as linhas de 
forças e como as duas linhas de força nunca se cruzam, acaba podendo concluir que as 
superfícies também não ira se cruzar. 
5. Em qual das configurações desta prática foi obtido um campo elétrico 
aproximadamente constante? Justifique. 
RESPOSTA: 
Na configuração de duas barras, pois todas as linhas equipotenciais, acaba se 
concentrando em cada uma em apenas uma linha11 
 
 
6. É possível isolar uma pequena região do espaço das forças elétricas? Como? 
RESPOSTA: 
Sim, é possível através da blindagem eletrostática, uma vez que o campo elétrico no 
interior de materiais condutores acaba ficando em equilíbrio eletrostático, e é igual a 
zero, pois os condutores acabam se reorganizando as cargas elétricas em sua 
superfície, desta forma o interior do condutor não terá campo elétrico. Desta forma, se 
não a campo elétrico, acaba não tendo a força elétrica de uma forma que o campo 
elétrico é o meio por onde a força elétrica acaba se manifestando. 
 
 
CONCLUSÃO 
 
Podemos concluir depois desta pratica finalizada sobre campo elétrico, pode-se 
ser visualizado através das linhas de forças, onde elas são traçadas de forma que a tangente de 
cada linha que esteja em direção ao campo. 
Além disso, foi compreendido que a intensidade do campo elétrico pode-se ser 
indicada pela proximidade das linhas, onde acaba sendo as linhas mais próximas que indicam 
um campo mais intenso. Ademais, essas linhas de força partem das cargas positivas e termina 
nas negativas. E por fim, foi feito os procedimentos que dói capaz de procurar os pontos de 
mesmo potencial, logo as DDP’s foi nula, e com isso traçamos as linhas equipotenciais e em 
seguida as linhas de força do campo elétrico. 
 
REFERÊNCIAS 
Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker; tradução Ronaldo Sérgio de Biasi. - 10. ed. - 
Rio de Janeiro: LTC, 201 
 
HELERBROCK, Rafael. "O que é blindagem eletrostática?"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-blindagem-eletrostatica.htm. Acesso em 
08 de abril de 2023 
. 
DIAS, Nildo Loiola. Laboratório de Eletricidade (Roteiros de Práticas). Fortaleza: 
Departamento de Física, UFC, 2023. 
 
ULLABY, Fawwaz T. Eletromagnetismo para Engenheiros – Bookman, 2012.