Prática 1 laboratório de física 3

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
 
 
 
Engenharia Mecânica 
 
Laboratório de Física 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONT I F ÍCIA UNIVERSIDADE CATÓL ICA DE MINAS GERAIS 
IPUC - Instituto Politécnico 
CAMPUS CORAÇÃO EUCARISTICO 
2 
 
Prática I - MAPEAMENTO DE CAMPOS ELÉTRICOS 
 
Objetivos: 
Utilizar um voltímetro para mapear as linhas equipotenciais existentes numa região 
condutora entre dois eletrodos carregados com cargas de sinais opostos; obter as linhas de 
campo elétrico (a direção e o sentido do campo elétrico) a partir das linhas equipotenciais e 
através da análise do gráfico V x L determinar o módulo do campo elétrico ao longo de uma 
linha de campo elétrico. 
Material Utilizado: 
Uma cuba de vidro, uma fonte de tensão contínua, dois eletrodos planos, um voltímetro, 
uma ponta de prova e uma folha de papel milimetrado ou quadriculado. 
Introdução: 
A carga elétrica gera em sua proximidade um campo elétrico 𝐸⃗ , definido pela fórmula: 
E = F/Q (1) 
em que “𝐹 ”é a força elétrica que atua sobre uma carga “q” puntiforme e positiva, hipotética ou 
não, presente em um certo ponto da vizinhança. Esta carga “q” é denominada carga de prova ou 
de teste e não é a carga geradora do campo elétrico definido pela equação (1). A direção e o 
sentido do campo elétrico em um determinado ponto do espaço são iguais ao da força elétrica 
que atua sobre a carga de prova positiva. 
Em eletricidade, a grandeza diferença de potencial (ou tensão) entre dois pontos A e B, 
𝑉𝐴𝐵, é o trabalho realizado por unidade de carga que se desloca entre os pontos A e B, sob a 
ação do campo elétrico, ou seja, 
𝑉𝐴𝐵 = 𝑊/𝑞 (2) 
Sendo VAB o potencial no ponto A menos o potencial no ponto B, isto é, VA – VB. 
Dessa forma VA=VB quando o produto escalar 𝐸⃗ x 𝑑𝑟 é igual à zero. Esta situação ocorre 
quando a carga de prova se desloca entre pontos A e B de uma região com campo elétrico nulo 
ou com campo elétrico perpendicular ao deslocamento. Pontos vizinhos que possuem o mesmo 
potencial elétrico formam uma superfície equipotencial, que pode ser uma superfície imaginária 
ou real. O campo elétrico não realiza nenhum trabalho sobre uma partícula carregada quando a 
partícula se desloca de um ponto para outro de uma superfície equipotencial. 
 
 
 
 
3 
 
Medidas e Gráficos: 
1ª Montagem: 
3V - 2V = 1V 5V – 3V = 2V 
Distância 0,085 m Distância 0,112 m 
2ª Montagem: 
3V - 2V = 1V 5V – 3V = 2V 
Distância 0,085 m Distância 0,112 m 
3V - 2V = 1V 5V – 3V = 2V 
Distância 0,055 m Distância 0,123 m 
 
*Gráficos em Anexo 
 
Cálculos: 
1ª Montagem: 
3V - 2V = 1V 5V – 3V = 2V 
V/d = E => 1,0V/0,085m = 11,76 V/m V/d = E => 2,0V/0,112m = 17,8 V/m 
2ª Montagem: 
3V - 2V = 1V 5V – 3V = 2V 
V/d = E => 1,0V/0,055m = 18,18 V/m V/d = E => 2,0V/0,123m = 16,26 V/m 
 
Discussão do Resultado e Conclusões: 
A partir desta prática, com o voltímetro, mapeamos as linhas equipotenciais existentes e 
conseguimos obter e traçar em uma folha as linhas de campo elétrico (em anexo). E também 
calculamos o módulo do campo elétrico ao longo de uma linha de campo elétrico e conseguimos 
chegar aos resultados esperados. 
 
 
 
 
4 
 
Anexos: 
 
 
 
5