SUPERFICIES EQUIPOTENCIAIS

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SUPERFICIES EQUIPOTENCIAIS
Willian Grecillo dos Santos
OBJETIVO
O objetivo desta atividade experimental é entender o que são e como se comportam as superfícies equipotenciais, e como elas podem ser utilizadas para identificar o campo elétrico na região.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A presença de uma carga elétrica, origina um campo elétrico no ponto onde a carga esta localizada. Este campo elétrico se estende pelo espaço em torno da carga e a diferença de potencial, em qualquer ponto deste campo elétrico, é inversamente proporcional à distância da carga até o ponto em que se quer medir a diferença de potencial.
Ao longo do campo elétrico existem pontos que possuem o mesmo valor para a diferença de potencial, estes pontos formam as superfícies equipotenciais. As superfícies equipotenciais são linhas no entorno da carga das quais qualquer ponto nessas linhas possuem o mesmo valor para diferença de potencial. Estas linhas, ou superfícies equipotenciais, são sempre ortogonais as linhas de força.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Em uma cuba com agua foram montados dois eletrodos, sendo posicionado um de cada lado da cuba. Ligando uma fonte regulada para aplicar uma diferença de potencial de 20V nos eletrodos, foram realizadas diversas medidas de diferença de potencial usando um voltímetro.
Embaixo da cuba de vidro foi colocado um papel milimetrado para que fosse possível identificar os pontos em que foram realizadas as medidas as diferenças de potencial
RESULTADOS
Primeiro foi feita a medida usando eletrodos de formato circular que mais se assemelham com um ponto, a partir dos pontos obtidos com mesmo valor de diferença de potencial foi possível construir o seguinte gráfico.
Após, os eletrodos foram trocados por placas retangulares e novamente, com a diferença de potencial aplicada pela fonte ajustada para 20V, foram realizadas diversas medidas em pontos com mesma diferença de potencial. Com estes dados foi possível construir o seguinte gráfico.
Conhecendo a forma das superfícies equipotenciais podemos determinar as linhas de força, e por consequência determinar o formato do campo elétrico nesse espaço, devido ao fato de que o campo elétrico é ortogonal as superfícies equipotenciais.
Outra configuração seria um anel feito de um material condutor, sendo que a agua de dentro do anel não tem contato com a agua de fora do anel. Desta maneira observamos que a diferença de potencial em quaisquer ponto no interior do anel é constante, ou seja, não é alterado o valor da diferença de potencial não importando o ponto que se escolha no interior do anel condutor.
CONCLUSÃO
A partir do estudo das diferenças de potencial, conclui-se que uma carga modifica o espaço em seu entorno, criando um campo elétrico. Podemos entender esse campo elétrico realizando diversas medidas de diferença de potencial no entorno dessa carga ou conjunto de cargas, de maneira que podemos encontrar famílias de superfícies equipotenciais, que são diversos pontos no espaço do entorno das cargas que possuem o mesmo valor para diferença de potencial;
Podemos entender como é o formato do campo elétrico pois as linhas de força entre as cargas são sempre ortogonais as superfícies equipotenciais do entorno das cargas, e sabendo a configuração das linhas de força podemos determinar o campo elétrico.