Relatório Física Experimental III Campo Elétrico

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U
niversidade Estácio de Sá 
–
 Campus 
Macaé
Curso: 
Disciplina: 
Física Experimental III
Turma:
Professor (a): 
Data de Realização:
Nome do Aluno (a): 
Nº da matrícula: 
NOME DO EXPERIMENTO: 
Experimento 10: Campo Elétrico
OBJETIVOS:
Identificar e descrever o campo elétrico e as suas linhas de campo; 
Medir a diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um campo elétrico e; 
Traçar linhas equipotenciais em um campo elétrico uniforme.
INTRODUÇÃO TEÓRICA:
Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por sistemas delas. Cargas elétricas colocadas num campo elétrico estão sujeitas à ação de forças elétricas, de atração e repulsão. A equação usada para se calcular a intensidade do vetor campo elétrico (E) é dada pela relação entre a força elétrica (F) e a carga de prova (q):
Unidade no Sistema Internacional de Unidades:
	
	Onde N é a unidade de força (Newton)
e C a unidade de carga (Coulomb).
O campo elétrico em um ponto é uma grandeza vetorial, portanto é representado por um vetor. Para verificarmos a sua presença neste ponto, colocamos neste uma carga de prova positiva. Se esta ficar sujeita a uma força eletrostática, dizemos que a região em que a carga se encontra está sujeita a um campo elétrico. O vetor campo elétrico tem sempre a mesma direção da força a que a carga está sujeita e, no caso da carga ser positiva, o mesmo sentido. Se negativa o oposto.
O campo elétrico sempre "nasce" nas cargas positivas (vetor) e "morre" nas cargas negativas. Isso explica o sentido do vetor mencionado acima. Quando duas cargas positivas são colocadas próximas uma da outra, o campo elétrico é de afastamento, gerando uma região entre as duas cargas isenta de campo elétrico. O mesmo ocorre para cargas negativas, com a diferença de o campo elétrico ser de aproximação. Já quando são colocadas próximas uma carga positiva e uma negativa, o campo "nasce" na primeira, e "morre" na segunda.
APARELHO UTILIZADO:
Fonte de Alimentação Digital
Marca: Cidepe
Modelo: EQ030
 
Uma cuba projetável com escala milimetrada
 
Dois eletrodos reto-planos e Um cirlular
 
Multímetro
Marca: Minipa
Modelo: ET-2042 C
Cabos
Um Becker de 400 ml
ROTEIRO DO EXPERIMENTO:
Montar aparelho do experimento conforme mostrado na figura;
Colocar água na cuba de forma cobrir os eletrodos (eletrodos) retos;
Ligar a fonte de alimentação, no painel frontal e regule e tensão para o valor de 2,0 V;
Ajustar o multímetro para a escala de 20 V de tensão contínua;
Colocar a ponteira entre os eletrodos retos e procure o ponto onde o multímetro marcar 1,0 V;
Localizar, utilizando à escala milimetrada, a posição deste ponto em relação aos eletrodos;
Anotar as coordenadas (x,y).
Repetir o procedimento acima em pontos diferentes.
DADOS COLETADOS: 
	
	Modelo
	Fabricante
	Num série
	Faixa de medição
	Resolução
	Multímetro na Função Voltímetro
	ET-2042C
	Minipa
	190395
	200mV-1000V
	
	Eletrodos reto-planos
	Coordenada X
	Coordenada Y
	Tensão medida
	Incerteza da tensão
	0
	100
	1,00 V
	±0,06V
	40
	100
	0,99 V
	±0,06V
	-40
	100
	1,01 V
	±0,06V
	0
	35
	1,50 V
	±0,06V
	40
	35
	1,51 V
	±0,06V
	-40
	35
	1,53 V
	±0,06V
	0
	105
	0,50 V
	±0,06V
	40
	105
	0,52 V
	±0,06V
	-40
	105
	0,51 V
	±0,06V
	Ponto X=0 e Y=100
	Ponto X=40 e Y=100
	Ponto X=-40 e Y=100
	
	
	
	Ponto X=0 e Y=50
	Ponto X=40 e Y=50
	Ponto X=-40 e Y=50
	
	
	
	Ponto X=0 e Y=105
	Ponto X=40 e Y=105
	Ponto X=-40 e Y=105
	
	
	
	Eletrodo reto-plano x circular
	Coordenada X
	Coordenada Y
	Tensão medida
	Incerteza da tensão
	0
	55
	1,50V
	±0,06V
	-60
	55
	1,50V
	±0,06V
	60
	55
	1,50V
	±0,06V
	0
	-10
	2,26V
	±0,06V
	50
	-20
	2,25V
	±0,06V
	90
	-50
	2,26V
	±0,06V
	-80
	-35
	2,25V
	±0,06V
	Ponto X=0 e Y=55
	Ponto X=-60 e Y=55
	Ponto X=60 e Y=55
	
	
	
	Ponto X=0 e Y=-10
	Ponto X=50 e Y=-20
	Ponto X=90 e Y=-50
	
	
	
	Ponto X=-80 e Y=-35
	
ANÁLISE DOS RESULTADOS:
Com base nos valores responda as seguintes questões:
a) Desenhe em um papel milimetrado, os pontos com o mesmo valor de tensão, interligando-os.
R:
b) Diga qual é o tipo de linha formada e que direção ela possui em relação aos eletrodos retos.
R: Verificou-se a criação de linhas retas em cima do eixo X, tendo como parâmetro o mesmo valor de tensão, e essas linhas estão no sentido longitudinal em relação aos eletrodos retos. 
c) A partir destas observações, como você poderia definir uma superfície equipotencial de um campo elétrico?
R: A superfície equipotencial encontra-se especificando um ponto no eixo Y, a partir disso qualquer variação no eixo X terá e mesmo potencial elétrico. Sendo essa variação no eixo X uma variação na direção longitudinal em relação aos eletrodos retos. 
d) A profundidade com que a ponteira penetra no eletrólito altera a leitura da ddp (diferença de potencial)?
R: A variação de leitura da diferença de potencial é verificada quando alteramos o ponto no eixo Y. Sendo o valor da tensão aumentada quando mais perto do polo positivo. 
e) Existe uma diferença de potencial entre dois pontos quaisquer contidos nesta superfície? Justifique a sua resposta.
R: Sim, mas tendo em mente que a variação do ponto deve ocorrer em ambas as coordenadas ou apenas no eixo Y. Não haverá variação de potencial se fixarmos um ponto no eixo Y e apenas modificarmos em X, nesse caso o potencial é o mesmo em toda a extensão em X. 
f) Como se encontram os pontos da superfície observada em relação ao potencial que possuem? 
R: A designação dos pontos levam em consideração qual a tensão que se deseja encontrar (dentro do limite do diferencial estabelecido) e tendo em mente que a variação de potencial ocorrerá quando movimentamos a ponteira no sentido transversal em relação aos eletrodos retos. 
g) Como se comporta o módulo do campo elétrico em diferentes pontos de uma mesma superfície equipotencial?
R: O módulo tende a permanecer o mesmo não havendo variação em seu valor, devido aos eletrodos serem retos.
Análise conclusiva:
Foi verificado que ao se estabelecer uma diferença de potencial entre condutores será criado um campo elétrico que possui sentido do maior potencial para o menor. Pelo experimento conseguimos analisar o comportamento desse campo elétrico, graças à montagem dos eletrodos mergulhados sobre a solução salina, que depois de estabelecida a ddp o campo elétrico forma-se pela extensão da solução. 
Nos eletrodos retos, com o multímetro observou-se o comportamento dos potenciais gerados pela extensão da solução. Observamos que: se estabelecido um ponto entre os dois eletrodos, toda a reta longitudinal, em relação aos eletrodos, em que este ponto encontra-se terá o mesmo potencial elétrico; a variação de potencial apenas ocorre ao movimentarmos a referência transversalmente; o potencial terá o seu valor máximo no eletrodo positivo e o seu valor mínimo no outro eletrodo, o negativo.
Mas quando feito o experimento com o eletrodo reto e o circular verificamos que: o campo elétrico criado a partir do eletrodo circular tem um comportamento circular (com o gráfico feito percebe-se melhor); mas esse comportamento prevalece, teoricamente, até o ponto médio entre os eletrodos, a partir daí o campo é influenciado pelo eletrodo reto e tende ao comportamento linear visto anteriormente. 
Isso nos demonstra que o campo elétrico é gerado por ambos os eletrodos envolvidos na ddp, aonde um campo exerce influência sobre o outro e este tendo do maior potencial para o menor.