Relatório 2 (fisexp)

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA</p><p>FACULDADE DE CIÊNCIAS INTEGRADAS DO PONTAL</p><p>CURVAS EQUIPOTENCIAS</p><p>Física Experimental III</p><p>Miguel Balanta</p><p>Gabriel Souza De Oliveira Vieira</p><p>Matrícula: 22211QMI205</p><p>Jonhnata William Pereira Domingos</p><p>Matrícula: 22211QMI208</p><p>Miguel Teixeira Meireles</p><p>Matrícula: 22211QMI201</p><p>Maria Eduarda Furlanetto Jaquinto</p><p>Matrícula: 22211QMI007</p><p>RESUMO</p><p>O experimento referente às superfícies equipotenciais, regiões onde o potencial elétrico é constante , foi significativo para o estudo do potencial, das curvas equipotenciais e dos campos elétricos, através das diferentes distribuições de cargas eletrostáticas. Nesse interim, foi necessário utilizar diversos materiais na prática, como papel condutor, caneta de tinta condutora e multímetro, para medir a tensão. Essa medida foi adquirida por meio de circunferências e meia-luas nos polos positivo e negativo, com valores aproximados de 1V, 3V, 5V, 7V e 9V. Essa prática fundamentou-se no mapeamento das linhas equipotenciais, por meio da análise da distribuição dessas curvas em uma região onde um campo elétrico foi estabelecido por uma configuração específica de eletrodos.</p><p>Ituiutaba – MG</p><p>13/setembro/2024</p><p>RESULTADOS E DISCUSSÃO</p><p>Leitura da diferença de potencial no eletrodo</p><p>A leitura da diferença de potencial no eletrodo conectado ao terminal negativo da fonte, representado pelo frio de cor preta, foi de 0V, já que representa a diferença de potencial no próprio terminal de referência. Nesse sentido, quando um eletrodo está conectado diretamente ao terminal negativo da fonte, a medida da tensão entre o terminal negativo e o eletrodo não resulta em diferença de potencial, já que não há diferença de energia entre esses dois pontos.</p><p>Em contrapartida, a leitura da diferença de potencial no eletrodo conectado ao terminal positivo da fonte foi de 10V, já que em um circuito com uma fonte de tensão, a diferença de potencial fornecida pela fonte é a tensão entre o terminal positivo e negativo da fonte, indicando que a tensão total fornecida pela fonte é de 10V.</p><p>Distância entre curvas equipotenciais e diferença de potencial</p><p>A menor distância entre duas curvas equipotenciais próximas foi de 1,2 cm, medida de forma direta. Os pontos correspondentes a essas marcas possuem potenciais de 1,13 V e 3,01 V, respectivamente.</p><p>O cálculo do valor da tensão e seu respectivo erro, foram obtidos a partir da equação abaixo:</p><p>Tensão (V) ± Erro do equipamento (%) x Tensão (V) + Resolução (V) x Dígito</p><p>Para a tensão, obtida na escala de 2V , temos o seguinte cálculo, para o potencial 1,13 V.</p><p>1,13 V ± (0,5% x 1,13V) + 0,001 V x 1</p><p>1,13 V ± 0,00565 V + 0,001</p><p>1,13 V ± 0,00656 V</p><p>(1,13 ± 0,01) V</p><p>Para a tensão, obtida na escala de 2V , temos o seguinte cálculo, para o potencial 3,01 V.</p><p>3,01 V ± (0,5% x 3,01V) + 0,001 V x 1</p><p>3,01 V ± 0,01505 V + 0,001</p><p>3,01 V ± 0,01605 V</p><p>(3,01 ± 0,02) V</p><p>A diferença de potencial entre esses pontos é representada pela diferença entre os valores calculados:</p><p>A diferença de potencial é dada por: U= VA−VB. Em que: U (diferença de potencial),VA (potencial no ponto A), VB (potencial no ponto B).</p><p>U= VA−VB</p><p>U= (3,01 ± 0,02) V - (1,13 ± 0,01) V</p><p>U= ( 1,88 ± 0,02 ) V</p><p>O erro da diferença de potencial acima foi obtido a partir do seguinte cálculo:</p><p>W =</p><p>W =</p><p>W= 0,02</p><p>Diferença de potencial entre três pares de pontos de duas curvas equipotenciais</p><p>De maneira análoga, foi utilizada a equação a seguir para o cálculo do valor da tensão e seu respectivo erro dos pontos A e B:</p><p>Tensão (V) ± Erro do equipamento (%) x Tensão (V) + Resolução (V) x Dígito</p><p>Para o ponto A:</p><p>1,19 V ± (0,5% x 1,19 V) + 0,001 V x 1</p><p>1,19 V ± 0,00595 V + 0,001 V</p><p>1,19 V ± 0,00695 V</p><p>(1,19 ± 0,01) V</p><p>Para o ponto B:</p><p>3,01 V ± (0,5% x 3,01V) + 0,001 V x 1</p><p>3,01 V ± 0,01505 V + 0,001</p><p>3,01 V ± 0,01605 V</p><p>(3,01 ± 0,02) V</p><p>O erro da diferença de potencial acima foi obtido a partir do seguinte cálculo:</p><p>W =</p><p>W =</p><p>W= 0,02</p><p>A diferença de potencial é dada por:</p><p>U= VA−VB</p><p>U= (3,01 ± 0,02) V - (1,19 ± 0,01) V</p><p>U= ( 1,82 ± 0,02 ) V</p><p>Na Tabela 1, são mostrados os valores dos pontos A e B e suas respectivas diferenças de potencial (DDP).</p><p>Tabela 1- Valores e erros de diferentes pontos das curvas equipotenciais e DDP.</p><p>Pares</p><p>Ponto A</p><p>Ponto B</p><p>DDP</p><p>1</p><p>(1,19 ± 0,01) V</p><p>(3,01 ± 0,02) V</p><p>(1,82 ± 0,02)</p><p>2</p><p>(1,16 ± 0,01) V</p><p>(3,04 ± 0,02)V</p><p>(1,88 ± 0,02)</p><p>3</p><p>(1,11 ± 0,01) V</p><p>(3,11 ± 0,02) V</p><p>(2,00 ± 0,02)</p><p>Relação entre a diferença de potencial e a posição dos pontos sobre as curvas equipotenciais</p><p>De acordo com a teoria, a diferença de potencial entre duas curvas equipotenciais deve permanecer constante, independentemente da localização dos pontos ao longo dessas curvas. Isso se deve ao fato de que as curvas equipotenciais representam.</p><p>Durante o experimento, foi possível observar que as diferenças de medidas potenciais entre diversos pares de pontos situados nas curvas equipotenciais estão dentro do intervalo de erro de cálculo. Tal fator sugere que a diferença de potencial não depende exclusivamente da posição dos pontos ao longo das curvas equipotenciais. No entanto, caso as diferenças de medidas potenciais não estejam dentro do intervalo de erro de cálculo, isso indicaria a presença de variações que não podem ser atribuídas.</p><p>Comparação entre a forma das superfícies equipotenciais obtidas experimentalmente com a configuração de papel escolhida</p><p>Foi realizado um número adequado de precisão para mapear completamente as curvas equipotenciais associadas ao sistema de eletrodos sobre o papel. As questões teóricas propostas eram 1,0 V; 3,0V; 5,0V; 7,0V; e 9,0 V.</p><p>A Tabela 2 apresenta os valores experimentais obtidos. Observe-se que, embora alguns pontos contenham seguintes valores teóricos, existem pontos que se desviam significativamente.</p><p>Tabela 2- Distribuição dos pontos de diferentes potenciais na folha condutora.</p><p>Lado negativo</p><p>Meio</p><p>Lado positivo</p><p>Circunferência (1V)</p><p>Meia lua (3V)</p><p>Linha reta (5V)</p><p>Meia lua (7V)</p><p>Circunferência (9V)</p><p>1,19 V</p><p>3,01 V</p><p>4,90 V</p><p>7,03 V</p><p>9,01 V</p><p>1.13 V</p><p>3,11 V</p><p>4,94 V</p><p>7,02 V</p><p>9,07 V</p><p>1,16 V</p><p>3,00 V</p><p>4,95 V</p><p>7,03 V</p><p>9,05 V</p><p>1,23 V</p><p>3,01 V</p><p>5,01 V</p><p>7,05 V</p><p>9,12 V</p><p>1,11 V</p><p>3,04 V</p><p>5,08 V</p><p>7,02 V</p><p>9,16 V</p><p>De acordo com os valores experimentais, foi possível notar que para o lado negativo, conforme o aumento ou diminuição da tensão, existe a alteração da forma. De forma análoga, para o lado positivo, conforme o aumento ou diminuição da tensão, a forma foi modificada, fator semelhante em os dois lados.</p><p>Para o lado negativo, a circunferência teve o menor valor de potencial (1 V), enquanto a meia lua teve um valor superior relacionada a tensão da circunferência (3 V). Em relação ao lado positivo, a tensão foi estabelecida pelo maior valor (9 V), enquanto o potencial da meia lua foi considerado inferior a circunferência (7 V). Em relação a linha reta, permanece o valor de 5 V.</p><p>Análise da diferença de potencial dentro do condutor circular</p><p>Durante a análise da Atividade 3, precisávamos observar a diferença de potencial dentro do condutor circular, fazendo medidas com os fios vermelho e preto da seguinte maneira: Medida Fora do círculo e Fora do círculo; Dentro do círculo e Fora do círculo e Dentro do círculo e Dentro do círculo. Os resultados de cada uma estão dispostos na Tabela 3.</p><p>Tabela 3 – Valores de tensão medidos em diferentes posições do condutor circular.</p><p>Pontos</p><p>Medida fora-fora</p><p>Medida dentro-fora</p><p>Medida dentro-dentro</p><p>1</p><p>3,81 V</p><p>3,50 V</p><p>0 V</p><p>2</p><p>1,12 V</p><p>4,67 V</p><p>0 V</p><p>3</p><p>2,82 V</p><p>-0,14 V</p><p>0 V</p><p>De acordo com os valores obtidos nas medidas da Tabela 3 foi possível observar que para as medidas fora-fora e dentro-fora obteve-se um potencial maior que zero ou menor que zero.</p><p>Porém as medidas dentro-dentro tiveram valores iguais a zero (0) V, esse fenômeno ocorre devido ao equilíbrio eletroestático, no qual as cargas elétricas se distribuem de forma uniforme na superfície do condutor deixando o espaço interno do condutor esteja no mesmo potencial. Dessa forma o potencial na parte interna do condutor é nulo, portanto pela Equação 1, se a diferença de potencial é igual a zero o</p><p>campo elétrico também é zero.Equação 1</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Com base nos resultados obtidos, conclui-se que as linhas equipotenciais são, de fato, perpendiculares às linhas de campo elétrico, evidenciando a teoria de que a diferença de potencial entre essas linhas é, de fato, constante. O estudo das curvas equipotenciais proporcionou uma visualização concisa de como o potencial elétrico varia no espaço ao redor dos eletrodos. Além disso, a prática possibilitou a evidência das diversas configurações e formas de eletrodos na distribuição das linhas equipotenciais. Assim, a análise das curvas equipotenciais foi estabelecida, através da configuração específica de eletrodos.</p><p>image1.png</p><p>image2.jpeg</p>