Relatório 03 - Campo Elétrico

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Universidade Federal do Ceará 
Centro de Ciências 
Departamento de Física 
 
 
 
 
 
03 – CAMPO ELÉTRICO 
 
Taynara Rocha de Oliveira Soria 
Matrícula: 538059 
Turma 02 
 
 
 
 
 
 
 
 
Data: 03 de abril de 2023 
Nome do Professor: José Alves de Lima Junior 
Integrantes da bancada: Carlos Wagner Nóbrega Andriola, Gabriel Werneck de Oliveira 
Linhares, Taynara Rocha de Oliveira Soria 
 
 
 
 
 
 
2023.1 
 
1. OBJETIVOS 
- Obter experimentalmente linhas equipotenciais em diversas configurações de 
eletrodos. 
- Representar o campo elétrico a partir de linhas equipotenciais. 
2. 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. 
3. INTRODUÇÃO 
 De acordo com o site Mundo Educação (2023), o campo elétrico é uma grandeza 
vetorial, a qual define o módulo e a direção da força elétrica que existe sobre cada carga 
em uma determinada região do espaço. Esta grandeza possui o papel de disseminar as 
interações entre cargas elétricas, podendo apontar para dentro, para cargas de sinal 
negativo, ou para fora, para cargas de sinal positivo. 
 
Fonte: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm. Acesso em: 04 abr. 2023. 
 Suas aplicações atuais podem ser percebidas principalmente na área da tecnologia 
e na ciência, como nas ocasiões nas quais uma corrente elétrica passa por um condutor, 
pois nesse momento está sendo gerado um campo elétrico, como ocorre em um 
liquidificador, um ventilador, um secador, entre outros eletrodomésticos. Ademais, como 
explica o site Conceito De (2023), esta grandeza está presente também em motores 
elétricos (onde ocorre a interação entre um campo magnético e um campo elétrico), em 
capacitores (que armazenam energia em um campo elétrico), entre outros exemplos. 
Como cita o site Toda Matéria (2023), há diferentes fórmulas para calcular um 
campo elétrico, algumas das mais relevantes são: E = (k . |Q|) / d2, onde E equivale ao 
campo elétrico (N/C), k representa a constante eletrostática (9.109 N.m2/C2), Q é o valor 
da carga que gera o campo (C), e d é a distância entre a carga e um ponto do campo (m). 
Existe, também, uma fórmula que relaciona o campo e a força elétrica: E = F / q, onde E 
equivale ao campo elétrico (N/C), F é a força elétrica (N), e q representa a carga elétrica 
(C). Há ainda, um outro cálculo no qual é associado o campo e a ddp (diferença de 
potencial): U = VA – VB = E . d, onde U representa a ddp (V), E equivale ao campo 
elétrico (N/C), d é a distância entre as superfícies equipotenciais (m), VA é o potencial no 
ponto A (V), e VB é o potencial no ponto B (V). 
Além disso, outro fator importante relacionado ao campo elétrico é a blindagem 
eletrostática que, segundo o site Brasil Escola (2023), tem como definição um fenômeno 
que torna nulo o campo elétrico no interior de condutores em equilíbrio eletrostático, e 
devido a esta característica, ele é bastante utilizado para proteção de dispositivos 
eletrônicos mais sensíveis. Um exemplo conhecido disso é a Gaiola de Faraday, onde ao 
colocar determinado corpo no interior de um condutor oco, esse corpo passará a ficar livre 
de quaisquer tipos de ações eletrostáticas, como mostra a figura abaixo: 
 
Fonte: https://aprendendoeletrica.com/o-que-e-blindagem-eletrostatica/. Acesso em: 04 abr. 2023. 
Outro conceito importante são as linhas de força, as quais representam uma 
maneira de visualizar o campo elétrico. Estas indicam a direção e a intensidade do campo 
em certo ponto no espaço. Além disso, como é explicado no site Mundo Educação (2023), 
consta-se que estas linhas nunca se cruzam, e saem sempre da carga positiva em direção 
à carga negativa. 
Com relação às superfícies equipotenciais, tem-se que estas são regiões nas quais 
todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, isto é, as linhas de força são sempre 
perpendiculares às superfícies equipotenciais, onde o potencial elétrico é constante. 
4. PROCEDIMENTO 
4.1 – A princípio foi montado o arranjo experimental da prática. 
4.1.1. Foi colocada a bandeja sobre a folha de papel; 
4.1.2. Os eletrodos foram postos sobre a bandeja como indicado no papel; 
4.1.3. Os eletrodos foram conectados à fonte de tensão a 12 V AC; 
4.1.4. Foi colocado água dentro da bandeja, de modo que foi formado aproximadamente 
1 cm de espessura. 
 
Fonte: Roteiro da Prática 3 de Laboratório de Eletricidade, UFC. Acesso em: 03 abr. 2023. 
4.2 – Foi ligada a fonte de tensão. 
4.3 – Foi conectada a entrada do multímetro (COM) ao terminal fixo à base metálica. 
4.4 – Conectou-se a outra entrada do multímetro (V) ao terminal móvel e então, foram 
localizados os pontos de mesmo potencial, onde a ddp fosse nula. Para isso foi escolhida 
a escala de 20 V AC no voltímetro. 
4.5 – Foram formadas linhas equipotenciais ligando os pontos de mesmo potencial, logo, 
traçamos as linhas de força do campo elétrico. 
4.6 – O procedimento anterior foi repetido para todas as outras configurações de 
eletrodos. 
4.7 – Repetiu-se, também, o procedimento com as barras paralelas, exceto que em uma 
das situações na qual foi colocado um anel metálico sobre a linha tracejada indicada no 
papel correspondente. A partir disso, observou-se o fenômeno da blindagem eletrostática 
de forma parcial. 
4.8 – A seguir seguem os papéis quadriculados com os traçados das linhas equipotenciais 
e das linhas de força obtidas para cada configuração. 
 
 
 
 
Folha 1: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Folha 2: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Folha 3: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Folha 4: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Folha 5: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
5. QUESTIONÁRIO 
1) Como verificar experimentalmente se numa determinada região do espaço há um 
campo elétrico? 
R: Como feito durante a prática, é possível verificar colocando um eletrodo em 
determinado ponto, e então foram analisados vários outros pontos, ao redor da região 
daquele eletrodo, a partir de um terminal (sensor) medindo a diferença de potencial 
naqueles pontos. 
2) Como verificar experimentalmente se numa determinada região do espaço há um 
campo gravitacional? 
R: É possível verificar a diferença dos potenciais gravitacionais entre dois pontos 
distintos, de modo que qualquer material que esteja na região do espaço entre esses 
pontos, sofrerá a ação do campo gravitacional, provando assim sua existência. 
3) Duas linhas de força nunca se cruzam. Por quê? 
R: As linhas de força nunca se cruzam devido ao fato de que elas representam a tangente 
do campo elétrico resultante, ou seja, a somatória vetorial das próprias linhas. Ademais, 
por serem sempre abertas, elas nunca começam e terminam na mesma carga. 
4) Duas superfícies equipotenciais diferentes podem interceptar-se? Justifique. 
R: Não. Em uma superfície equipotencial todos os pontos apresentam mesmo potencial 
elétrico, ou seja, é constante. Caso elas se interceptassem o potencial não seria o mesmo. 
5) Em qual das configurações desta prática foi obtido um campo elétrico 
aproximadamente constante? Justifique. 
R: Na configuração de duas barras paralelas (folha 1), pois nesta é possível observar que 
as linhas equipotenciais se apresentam como retas paralelas às barras da configuração, 
logo o campo elétrico gerado se forma de maneira perpendicular às superfícies 
equipotenciais, sendo assim constante. 
6) É possível isolar uma pequena região do espaço das forças elétricas? Como? 
R: Sim, através do uso de um material condutor, o qual torna nulo o campo elétrico em 
seu interior, pois este fará com que haja uma blindagem eletrostática, fazendo com que 
essa determinada região fique livre de quaisquer tipos de ações eletrostáticas.6. CONCLUSÃO 
 A partir dos procedimentos realizados nesta prática foi possível compreender o 
comportamento do campo elétrico, pelo qual é possível calcular e obter diversas variáveis 
como o valor do campo elétrico, da carga e da força elétrica, da diferença de potencial, 
entre outras. 
Ademais, pode haver também uma melhor observação e entendimento relacionado 
às linhas de força, à blindagem eletrostática e às superfícies equipotenciais, através dos 
experimentos realizados. 
Com relação aos resultados obtidos experimentalmente, observou-se claramente a 
função da blindagem eletrostática, onde se notou que dentro do anel condutor ocorreu 
esse fenômeno, além de perceber, também, a formação e o funcionamento das linhas de 
força e das superfícies equipotenciais. 
Como já mencionado antes, algumas possíveis causas de erro podem ter ocorrido 
devido ao desgaste das peças, por serem equipamentos muito utilizados e antigos, fazendo 
com que houvesse um mau funcionamento de alguns cabos, à medição equivocada de 
algum valor podendo ser pelo posicionamento inadequado dos cabos ou até dos materiais 
condutores. 
Além disso, foi possível concluir nesta prática a importância do campo elétrico e de 
suas diversas formas de aplicações, as quais servem de grande utilidade principalmente 
para a realização de avanços tecnológicos e nas ciências. 
7. REFERÊNCIAS 
Aprendendo Elétrica. O que é blindagem eletrostática? Disponível em: 
https://aprendendoeletrica.com/o-que-e-blindagem-eletrostatica/. Acesso em: 03 abr. 
2023. 
Brasil Escola. Blindagem eletrostática. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm. Acesso em: 03 abr. 
2023. 
Brasil Escola. O que é blindagem eletrostática? Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-blindagem-eletrostatica.htm. 
Acesso em: 03 abr. 2023. 
Brasil Escola. O que é campo elétrico? Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-
que-e/fisica/o-que-e-campo-eletrico.htm. Acesso em: 03 abr. 2023. 
Brasil Escola. Superfícies equipotenciais. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/superficies-equipotenciais.htm. Acesso em: 03 abr. 
2023. 
Conceito De. Conceito de Campo elétrico. Disponível em: https://conceito.de/campo-
eletrico#aplicacoes-do-campo-eletrico. Acesso em: 03 abr. 2023. 
InfoEnem. Blindagem eletrostática e a Gaiola de Faraday. Disponível em: 
https://infoenem.com.br/blindagem-eletrostatica-e-a-gaiiola-de-faraday/. Acesso em: 03 
abr. 2023. 
Mundo Educação. Campo Elétrico. Disponível em: 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm. Acesso em: 03 abr. 2023. 
Mundo Educação. Linhas de Força. Disponível em: 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/linhas-forca.htm. Acesso em: 04 abr. 2023. 
Prepara Enem. Blindagem eletrostática. Disponível em: 
https://aprendendoeletrica.com/o-que-e-blindagem-eletrostatica/. Acesso em: 03 abr. 
2023. 
Toda Matéria. Campo elétrico: o que é, como calcular, força e potencial elétrico. 
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/campo-eletrico/. Acesso em: 03 abr. 
2023. 
https://aprendendoeletrica.com/o-que-e-blindagem-eletrostatica/
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/blindagem-eletrostatica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-blindagem-eletrostatica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-campo-eletrico.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-campo-eletrico.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/superficies-equipotenciais.htm#:~:text=Superf%C3%ADcies%20equipotenciais%20s%C3%A3o%20superf%C3%ADcies%20de,superf%C3%ADcie%2C%20esta%20superf%C3%ADcie%20%C3%A9%20equipotencial
https://conceito.de/campo-eletrico#aplicacoes-do-campo-eletrico
https://conceito.de/campo-eletrico#aplicacoes-do-campo-eletrico
https://infoenem.com.br/blindagem-eletrostatica-e-a-gaiiola-de-faraday/
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm#:~:text=Campo%20el%C3%A9trico%20%C3%A9%20uma%20grandeza,carga%20geradora%20de%20campo%20el%C3%A9trico
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/linhas-forca.htm
https://aprendendoeletrica.com/o-que-e-blindagem-eletrostatica/
https://www.todamateria.com.br/campo-eletrico/