1ª Experiência - Linhas de Campo Elétrico

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Física Experimental III
Turma: 3012
1ª Experiência:
LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO
INTEGRANTES DO GRUPO:
 
08/08/2012
RESUMO: TEORIA DAS LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO
Campo elétrico de uma partícula eletrizada
O campo elétrico de uma partícula eletrizada pode ser representado, em cada ponto do espaço, por um vetor, usualmente simbolizado por E, que se denomina vetor campo elétrico.
 
Força elétrica entre duas cargas puntiformes separadas por uma distância d
Sabemos que, à medida que nos afastamos da carga produtora do campo elétrico, a intensidade desse campo diminui. No entanto, não entendemos ainda de que modo ocorre essa variação. Vamos então procurar uma equação que nos permita relacionar a intensidade do campo com a carga elétrica fonte, com o meio e com a distância.
Consideremos a carga fonte puntiforme Q, no vácuo, e uma carga de prova q, separadas por uma distância d. Sendo P o ponto geométrico onde se encontra a carga de prova, como mostra a figura acima.
Temos as seguintes equações:
Fazendo a substituição da equação 1 na equação 2 temos:
A equação nos mostra que:
- a intensidade do campo elétrico é inversamente proporcional ao quadrado da distância do ponto P à carga fonte Q.
- a intensidade do campo elétrico em P não depende do valor da carga de prova q, pois esta foi cancelada na dedução acima.
- a intensidade do campo depende do meio que envolve a carga fonte.
Linhas de força ou linhas de campo
Com o objetivo de representar o campo elétrico através de diagramas, Faraday introduziu o conceito de linhas de força. Estas linhas vão ajudar a definir a direção da força elétrica ou magnética, e a densidade do campo elétrico ou magnético em qualquer região do espaço.
A reta tangente à linha de força nos fornece a direção do campo elétrico no ponto escolhido. E a densidade das linhas de força é uma medida do campo elétrico, ou seja, quanto maior a quantidade de linhas de força maior será a intensidade do campo elétrico ou magnético nesta região.
Ao redor de uma partícula carregada eletricamente existe um campo elétrico. O campo elétrico gerado por uma carga elétrica (Q) positiva é de afastamento e o campo elétrico gerado por uma carga elétrica (Q) negativa é de aproximação.
Como a densidade das linhas nos fornece a intensidade do campo elétrico, olhando a figura acima, percebemos que o campo elétrico tem maior intensidade próximo a carga elétrica, pois as linhas estão mais próximas uma das outras do que em algum ponto mais distante da carga elétrica.
Para ilustrar essa teoria fizemos em sala de aula a experiência abaixo:
DESCRIÇÃO:
Usando um gerador eletrostático (gerador de Van Graaf), ligamos o ponto positivo e o negativo a um recipiente.
Nesse recipiente colocamos óleo de cozinha e grãos de fubá.
Ao ligar o gerador, observamos que se formou um campo elétrico no recipiente. Os grãos de fubá foram atraídos e a força de atração teve a mesma direção do campo. Logo, os grãos de fubá espalhados no recipiente formaram linhas.
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