Linhas Equipotencias 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO DE FISICA GERAL
Disciplina: Fis III – Física Geral e Experimental III – E/Laboratório
Professor: Augusto Data: 24-04-2006.
Equipe : Cleiton Santos, Rodrigo Menezes 	
LINHAS EQÜIPOTENCIAIS
OBJETIVOS:
	 A finalidade deste experimento é a determinação experimental das linhas equipotenciais sobre a folha de papel milimetrado que representa a folha que se encontra no fundo da cuba sob um liquido, que constitui um condutor essencialmente extenso a duas dimensões, quando esta se encontra percorrida por uma corrente elétrica constante.
INTRODUÇÃO
Linhas equipotenciais são linhas de uma superfície em que o potencial eletrostático é igual em todos os pontos conhecida como superfície equipotencial e uma das suas principais características é que entre dois pontos da mesma linha não há corrente elétrica em conseqüência da ddp entre esses pontos ser zero. As linhas equipotenciais são sempre perpendiculares às linhas de força.
Por meio do traçado das linhas equipotenclais e relacionado o campo elétrico com o potencial, procura-se estimar a direção e sentido do vetor campo elétrico em diversos pontos, bem como caracterizar a forma e distribuição das linhas de força do campo ao longo de toda a superfície da folha.
PARTE EXPERIMENTAL
Foram encontradas algumas linhas equipotenciais através da detecção de pontos do fluido onde não passa correntes elétricas, usando para isto um circuito composto por dois eletrodos ligado à bateria, por duas sondas (uma fixa e a outra móvel) e um galvanômetro. 
A sonda fixa foi colocada em um ponto aleatório da cuba (determinados por nós) e com a sonda móvel vasculhou-se o fluido a procura de pontos de mesmo potencial da sonda fixa, ou seja, onde o galvanômetro indicava zero. Estes pontos foram marcados em uma folha de papel milimetrado idêntico ao que estava no fundo da cuba, de maneira que fosse possível traçar as linhas equipotenciais.
Quando se mergulha a ponta de prova (sonda móvel) na solução e o galvanômetro não detecta corrente, significa que o meio em que a ponta foi mergulhada é uma superfície equipotencial onde a ddp é nula, mas se este sofrer alguma deflexão representa que nesse local está passando uma corrente através do fluido entre a sonda móvel e a fixa.
Os eletrodos podem ser considerados equipotenciais, por que nos metais condutores a carga elétrica sempre se distribui por sua superfície, de forma que ela apresenta ter o mesmo potencial. Isto é muito importante, porque a resistividade do eletrodo é muito menor que a do fluido, pois caso contrário teria praticamente todo o conjunto sobre um mesmo potencial.
Se o fundo da cuba não fosse horizontal o fluido iria se concentrar mais em uma parte e a resistividade do fluido iria aumentar mais nesse local, alterando a forma das linhas equipotenciais do experimento.
Uma variação na profundidade da cuba é análoga a uma variação de dielétrico no caso eletrostático equivalente, pois a resistividade do fluido é muito maior que os eletrodos. Assim como em capacitores a introdução de um dielétrico altera as linhas do campo, dessa forma podemos considerar a parte mais profunda (maior resistividade) como um dielétrico que foi introduzido entre os eletrodos.
A equipotencial determinada pela sonda móvel deve passar obrigatoriamente pela sonda fixa, pois as linhas equipotenciais, nesse caso, são únicas e só existe um caminho, que pode ser percorrido nos dois sentidos, no qual uma carga de prova que se desloca e o trabalho realizado sobre ela pelo campo elétrico é nulo, pois durante todo este percurso (segundo uma linha equipotencial) o campo elétrico e, portanto, a força elétrica são perpendiculares ao movimento da carga de prova, o que implica em trabalho nulo.
Uma forma de simular problemas eletrostáticos em três dimensões é utilizar um recipiente mais fundo do que a cuba do experimento, de forma que se possam mergulhar os eletrodos. Outras alterações deverão ser feitas também, como, por exemplo, utilizar sondas de ponta de prova bem pequenas, pois se esta for grande será impossível identificar os pontos equipotenciais.
Linhas equipotenciais de uma carga isolada jamais poderão se interceptar, pois o campo elétrico é diferente para cada ponto ao redor desta. No caso da distribuição de cargas teríamos mais chance de que linhas equipotenciais se interceptassem. Contudo sabe-se que numa distribuição de cargas, as linhas de força do campo elétrico resultante sofrem ajustes e não são iguais as linhas de campo de cada carga como se estivessem isoladas.
No mapa 01 do experimento (em anexo) pode-se observar que houve uma simetria muito boa em relação ao centro da página. No mapa 02, existe uma deformação das linhas equipotenciais em relação á configuração 01 por causa da placa metálica, onde tais linhas se comportam desviando-se da placa. Essa influencia diminui quando as linhas equipotenciais se afastam da placa.
O campo elétrico próximo à superfície dos eletrodos é mais intenso, por isso as equipotenciais estão mais proximais umas das outras nessa região e as linhas de corrente também se encontram na mesma situação descrita anteriormente.
CONCLUSÕES
Durante o experimento devemos estar atentos aos menores detalhes, evitando acidentes. Deve-se observar atentamente o nível do fundo da cuba, pois o desnivelamento pode provocar erros experimentais. No papel milimetrado deve ser marcado a posição exata dos eletrodos e suas respectivas polaridades, e ao manusear a sonda observar para que os fios não tirem a sonda do lugar minimizando os erros. A atenção é sem duvida um instrumento essencial, pois o sucesso do experimento depende desses cuidados.
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