R6 LinhasEquipotenciais

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Universidade Federal da Bahia
Instituto de Física
Departamento de Física do Estado Sólido
Física Geral e Experimental III
Prof. : Sílvio
TURMA: T01 - P01
EXPERIMENTO Nº 6
Linhas Equipotenciais
	Claudio Ribeiro Celino 
	Marcelo de Carvalho Motta
Salvador, 7 de novembro de 1997
Objetivo e Procedimento Experimental
O objetivo de experimento consiste em mapear linhas equipotenciais num meio líquido condutor com ajuda de um circuito que simula o caso eletrostático.
Utilizando uma cuba de vidro contendo uma solução de Sulfato de Cobre (CuS04), foram dispostos, nesta cuba, simetricamente dois eletrodos. Para isso foi necessário um papel milimetrado fixado ao fundo da cuba para a orientação. Estes dois eletrodos foram ligados ao pólos positivo e negativo de uma bateria. Duas hastes condutoras (sondas móvel e fixa) foram ligadas a um galvanômetro de zero central que registraria correntes existentes entre as duas sondas. Selecionou-se pontos para a localização da sonda fixa e, “varrendo” a superfície da cuba com a sonda móvel, foram registrados pontos onde não havia diferença de potencial. Assim entre estes pontos passa uma linha equipotencial.
Conclusão
Quando mergulhamos a ponta de prova na solução medimos a diferença de potencial entre as duas sondas. 
Em uma superfície equipotencial o vetor campo elétrico é perpendicular a ela em cada ponto. Supondo outra superfície que a intercepte, o vetor campo elétrico será também perpendicular a ela em cada ponto. Na interseção teremos uma linha equipotencial cujo o vetor campo elétrico será a soma vetorial dos vetores correspondentes a cada superfície naquela linha. Como este vetor não será perpendicular a nenhuma das duas superfícies, nesta linha o potencial não seria constante em nenhuma superfície, o que é um absurdo. Logo, duas superfícies equipotenciais diferentes não podem se interceptar.
A resistividade do metal dos eletrodos é tão pequena que em dois pontos quaisquer destes, a diferença de potencial seria desprezível podendo assim serem considerados superfícies equipotenciais.
Caso o fundo da cuba não fosse horizontal, haveria uma diferença na quantidade de liquido resistivo ( CuSO4 ) entre os eletrodos, com isso haveria também uma variação na resistividade e na configuração das linhas equipotenciais.
Caso fosse variada a profundidade da cuba, a resistividade do meio também o seria, pois seria alterada a quantidade do liquido resistivo, ou seja, equivalente a trocar o liquido por outro cuja resistividade fosse maior.
Cada equipotencial determinada pela sonda móvel deve passar obrigatoriamente pela sonda fixa, pois as medições feitas correspondem justamente a existência ou não de corrente elétrica entre as sondas. Se não há corrente é porque o potencial dos dois pontos é o mesmo, logo pertencem a uma mesma equipotencial.
Este experimento poderia ser modificado de maneira a simular problemas eletrostático em três dimensões. Para isto utilizaríamos uma cuba com dimensões de um aquário e marcaríamos os pontos baseado nas projeções da ponta de prova nas superfícies internas a cuba, nas quais estariam fixados papéis milimetrado.
Da mesma maneira como foi dito antes, em uma linha equipotencial o vetor campo elétrico é perpendicular a ela em cada ponto. Supondo outra linha que a intercepte, o vetor campo elétrico será também perpendicular a ela em cada ponto. Na interseção teremos um ponto cujo o vetor campo elétrico será perpendicular as duas linhas simultaneamente, logo o vetor campo elétrico será perpendicular a superfície equipotencial que contém as duas linhas, portanto as duas linhas pertenceram obrigatoriamente à mesma superfície equipotencial.
As linhas são simétricas, pois os eletrodos estão dispostos simetricamente na cuba e os módulos das cargas que cada um contém são iguais.
As linhas de corrente saem radialmente do eletrodo positivo e se desviam em direção ao eletrodo negativo no qual chegam também radialmente. Como a concentração destas é maior entre as faces mais próximas dos eletrodos, as linhas equipotenciais, que são trajetórias ortogonais as linhas de força em cada ponto se assemelham a elipses cada vez mais circulares a medida que se aproximam dos eletrodos.
As regiões onde o campo é mais intenso correspondem as mais próximas dos eletrodos, pois aí a densidade de linha de forças é maior.
Com as pontas, ocorrerá uma distribuição não uniforme das cargas, gerando um campo elétrico mais intenso, fazendo com que as linhas equipotenciais se aproximem e deformem-se de acordo com a geometria da placa. 
Este experimento é similar ao caso eletrostático no qual temos duas cargas de mesmo módulo e sinais opostos isoladas por um dielétrico, onde os eletrodos correspondem as cargas e o liquido resistivo (CuSO4) corresponde ao dielétrico.
Os erro experimentais neste experimento correspondem a desvios na determinação exata das linhas equipotenciais. Estes erros ocorrem devido: a perpendicularidade da ponta da sonda móvel, pois caso não esteja perpendicular não teremos uma ponta cujas dimensões podem ser desprezadas; o índice de refração do liquido que, caso seja muito grande prejudicará a localização da ponta de prova; por fim a sensibilidade e a calibração do galvanômetro são importantes, pois quanto mais sensível ele for maio será sua capacidade de registrar a existência ou não de correntes, principalmente as de valores mínimos, além de erros de leitura do próprio galvanômetro.
linhas equipotenciais
linhas de força
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