Relatório Superfícies Equipotenciais

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SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS
Luciano da Veiga
INTRODUÇÃO
O objetivo dessa prática é obter a configuração das linhas de força de um campo elétrico a partir das correspondentes superfícies equipotenciais, que possuem variação de potencial nos eixos x e y. Descrevendo, assim, o comportamento do potencial elétrico e do campo elétrico no interior de um condutor em equilíbrio eletrostático.
EXPOSIÇÃO TEÓRICA
Sabemos que o campo elétrico surge da simples existência de uma carga elétrica numa região qualquer do espaço. Essa carga modifica algumas propriedades dos pontos do espaço ao seu redor, criando aquilo que denominamos campo elétrico.
Superfícies equipotenciais são superfícies de um campo elétrico, onde todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, ou seja, suas linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície.
As linhas equipotenciais são as linhas que possuem o mesmo potencial, sendo, por definição . então, o trabalho que se realiza sobre uma carga pelo campo elétrico, quando ela se move entre dois pontos sobre uma mesma linha equipotencial, deve ser zero, pois .
Uma superfície equipotencial é sempre interceptada perpendicularmente pelas linhas de força de um campo elétrico. Dessa maneira, conhecendo-se as linhas de força de um campo elétrico, fica mais fácil representar as superfícies equipotenciais. Já numa região onde o campo elétrico é uniforme, para serem perpendiculares às linhas de força, as superfícies equipotenciais devem ser planas. As linhas de força são tangentes à direção do campo elétrico.
Neste experimento as placas têm dimensões finitas, logo se observa o paralelismo entre as linhas equipotenciais em pontos distantes das bordas das placas. 
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
As medidas do potencial eletrostático foram realizadas com um multímetro digital, na escala de 10V, com três diferentes disposições entre eletrodos, placas e anéis, sendo estes mergulhados em uma cuba de vidro, cuja continha um papel milimetrado e disposto das linhas x e y, com o intuito de oferecer uma maior precisão da posição em que a carga de prova se encontrava na detecção das linhas de campo.
Configuração 1: 
Duas placas foram dispostas frente a frente nas posições 6 e -6 do eixo y. Com uma carga carregada positivamente a 10V e outra eletricamente nula (0V).
Foram mapeadas as linhas equipotenciais em que o multímetro apontava os valores de 2V, 3V, 5V e 7V.
Configuração 2: 
Dois eletrodos foram posicionados frente a frente nas posições 7 e -7 do eixo y. Com uma carga carregada positivamente a 10V e outra eletricamente nula (0V).
Foram mapeadas as linhas equipotenciais em que o multímetro apontava os valores de 3V, 4V, 5V e 6V.
Configuração 3: 
Duas placas foram posicionadas frente a frente nas posições 7 e -7 do eixo y, juntamente com um anel isolado eletricamente no centro dos eixos e com um nível maior de água em seu interior quando comparado ao restante da cuba. Com uma carga carregada positivamente a 10V e outra eletricamente nula (0V).
Foram mapeados os pontos dentro do anel em que o valor de sua carga se aproximasse de 4,52V, já que ele deve ter todos os pontos com a mesma carga em seu interior.
Foram mapeados também os pontos fora do anel, em que a carga deveria ser aleatória.
EXPOSIÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS
Configuração 1:
Os posicionamentos em x e y obtidos pelo mapeamento das linhas de campo na configuração 1 (duas placas) foram os seguintes:
	X
	Y
	V
	0
	-0,5
	5
	1,4
	-0,4
	5
	2,7
	-0,35
	5
	-4,1
	-0,6
	5
	-7
	-1
	5
	-11
	-2,1
	5
	X
	Y
	V
	0,5
	-2,7
	3
	-4,7
	-3,5
	3
	-5
	4
	3
	5
	3,4
	3
	7,3
	4,4
	3
	9
	6,3
	3
	X
	Y
	V
	-4,3
	5,3
	2
	1
	4
	2
	2
	4,6
	2
	-1,5
	6
	2
	-4,9
	6,8
	2
	0
	4,2
	2
	X
	Y
	V
	3,1
	-3,5
	7
	-1,1
	-3,3
	7
	-5
	-6
	7
	-6,4
	-7,2
	7
	3,1
	-3,3
	7
	5
	-4
	7
Configuração 2:
Os posicionamentos em x e y obtidos pelo mapeamento das linhas de campo na configuração 2 (dois eletrodos) foram os seguintes:
	X
	Y
	V
	0
	-1
	5
	1
	-1
	5
	2
	-0,5
	5
	-1,5
	-1
	5
	-2,2
	-1
	5
	-4
	-1,2
	5
	X
	Y
	V
	0
	4,5
	3
	1,5
	4,5
	3
	3,5
	5,5
	3
	-2,5
	4,7
	3
	-3,8
	6,9
	3
	-1
	4,5
	3
	X
	Y
	V
	0
	-3,3
	6
	1,3
	-3,4
	6
	2,5
	-3,6
	6
	-3,2
	-3,3
	6
	-4,5
	-4
	6
	-0,5
	-2,6
	6
	X
	Y
	V
	0
	2,4
	4
	1,2
	2,2
	4
	3,5
	2,5
	4
	-2,3
	2,1
	4
	-3,4
	2,5
	4
	-5,7
	3
	4
Configuração 3:
Os posicionamentos na configuração três foram mapeados e divididos em duas partes, dentro e fora do anel. Obtemos, assim, o seguinte resultado:
	X
	Y
	V
	1
	1
	4,53
	2
	1
	4,52
	-2
	-1
	4,52
	0
	-2
	4,52
	1
	-1
	4,5
	X
	Y
	V
	3
	4
	3,12
	1
	6
	1,87
	-5
	3
	3,65
	-1
	3
	4,82
	-2
	4
	6,32
 Dentro do anel Fora do anel
DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
No experimento realizado pudemos perceber a real existência dos campos elétricos e das suas equipotencializações superficiais. Analisamos ponto a ponto e identificamos as linhas de campo e suas disposições na cuba com água. 
 Verificamos que a eletrização dentro do anel foi bastante uniforme, como era esperado. Nas outras duas configurações, como observado nos gráficos, as linhas ficaram bem definidas.