RELATÓRIO SOBRE SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS 
FSC 326 – LABORATÓRIO DE FÍSICA III 
TURMA 12 
 
 
 
RELATÓRIO SOBRE SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS 
(EXPERIMENTO 03) 
 
 
 
Docente: Rafael Maroneze 
Discente: Sérgio Petry de Paula 
 
 
 
 
Santa Maria, 19 de ABRIL de 2017. 
INTRODUÇÃO 
Neste relatório será demonstrado um experimento para que se possa fazer a 
verificação de superfícies equipotenciais. Podemos denominar superfície equipotencial 
uma superfície que possui os pontos com o mesmo potencial elétrico. Com isso o 
experimento foi realizado com o objetivo de verificar a formação dessa superfície e 
obter sua análise gráfica. 
EXPOSIÇÃO TEÓRICA 
O campo elétrico é um campo vetorial que consiste em uma distribuição de 
vetores, um para cada ponto na região ao redor de um objeto carregado, tal como 
uma barra carregada. Michael Faraday introduziu o conceito de campo elétrico no 
século XVII, imaginava o espaço ao redor de um corpo carregado sendo preenchido por 
linhas de força. Embora não tenha significado físico real, tais linhas fornecem um modo 
conveniente de se visualizar a configuração dos campos elétricos. 
No eletromagnetismo clássico, o potencial elétrico em certo ponto no espaço, é 
o quociente entre energia potencial elétrica e a carga associada a um campo elétrico 
estático. É uma grandeza escalar, geralmente medida em volts. Também é relacionada 
com a capacidade de um corpo eletrizado realizar trabalho em relação a certo campo 
elétrico. Considerando o campo no espaço, conclui-se que superfícies de mesmo 
potencial ou superfícies equipotenciais são planos perpendiculares à direção do 
campo, no caso de campo elétrico uniforme. 
Denominamos superfície equipotencial a superfície cujos pontos estão ao 
mesmo potencial. O teorema que relaciona linhas de força com superfícies 
equipotencial podem ser denominados da seguinte forma; O vetor campo elétrico E é 
perpendicular a superfície equipotencial em cada ponto dela e, consequentemente, as 
linhas de força são perpendiculares às superfícies equipotenciais. 
Campos Conservativos 
O que caracteriza a natureza conservativa de um campo é a existência de um 
potencial associado a cada ponto do campo, ou a existência de superfícies 
equipotenciais, de tal maneira que o trabalho que deve ser realizado para deslocar um 
corpo de prova entre dois pontos do campo depende exclusivamente da posição 
relativa entre esses dois pontos. 
Num campo conservativo esse deslocamento não altera a energia mecânica do corpo 
que se desloca. O trabalho realizado sobre ele entre os dois pontos do campo é igual à 
variação da energia potencial entre os pontos. 
 
O campo magnético não é conservativo porque não se caracteriza pela existência de 
potencias. A força do campo magnético sobre uma carga que se desloca dentro dele 
depende da velocidade da carga e do ângulo que ela faz com as linhas do campo. 
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 
Foi usada uma folha de papel milimetrado por baixo da cuba para poder 
identificar os pontos característicos do espaço que serão mapeados. Foi efetuado 
inicialmente o movimento da ponteira móvel para observar o comportamento da 
corrente em função da d.d.p, estabelecida entre as ponteiras. Em seguida foi obtido 
pontos (bem distribuídos) de mesmo potencial com a finalidade de mapear uma linha 
equipotencial. Efetue no total o mapeamento de pelo menos 5 (cinco) linhas 
equipotenciais diferentes. Após foi traçado algumas linhas de campo em função das 
equipotenciais obtidas. 
Após finalizar a primeira etapa foi colocado dois cilindros na cuba entre os eletrodos e 
observado o comportamento do potencial na região a sua volta. 
 
O mesmo procedimento foi feito usando placas retangulares de metal 
 
 E também anéis como eletrodos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPOSIÇÃO DOS DADOS E ANÁLISE DOS DADOS 
Experimento com Eletrodo em forma de Anel com Eletrodo Retangular 
(Anel de Alumínio) 
 
 
 
 
 
Gráfico de Medidas de Potencial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONTOS 
(cm) 
Voltagem 
(V) 
X Y 
 0,0 1,8 9,9 
-0,0 -1,8 9,9 
1,8 0,0 9,9 
-1,8 0,0 9,9 
-7,0 0,0 17,1 
-6,9 6,0 17,1 
6,9 -6,0 17,1 
-4,0 0,0 13,8 
-3,7 5,0 13,8 
 -3,6 -5,9 13,8 
4,0 0,0 6,7 
3,6 5,0 6,7 
3,7 -7,0 6,7 
8,0 0,0 2,5 
8,0 -5,5 2,5 
8,0 5,5 2,5 
Experimento com Eletrodo em forma de Anel com Eletrodo Retangular 
(Anel de Cobre) 
 
 
 
 
 
 
Gráfico de Medidas de Potencial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONTOS 
(cm) 
Voltagem 
(V) 
X Y 
 2,5 0,0 10,3 
-2,5 0,0 10,3 
0,0 2,5 10,3 
0,0 -2,5 10,3 
-7,0 0,0 17,0 
-7,0 -5,2 17,0 
-7,0 4,0 17,0 
-5,0 0,0 14,3 
-4,5 5,5 14,3 
 -4,5 -6,0 14,3 
5,0 0,0 6,1 
4,5 -4,5 6,1 
4,2 7,0 6,1 
8,0 0,0 2,5 
8,0 5,0 2,5 
8,0 -7,0 2,5 
Experimento com Eletrodo Retangular 
 
 
 
Gráfico de Medidas de Potencial 
 
 
Representação das Linhas de Força 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONTOS 
(cm) 
Voltagem 
(V) 
X Y 
 -8,0 0,0 17,8 
 -8,0 4,0 17,8 
-8,0 -4,0 17,8 
-4,0 0,0 14,4 
-4,0 -5,0 14,4 
-4,0 5,0 14,4 
0,0 0,0 10,9 
0,0 -6,0 10,9 
0,0 6,0 10,9 
 4,0 0,0 7,1 
4,0 -10,5 7,1 
4,0 5,0 7,1 
8,0 -8,1 3,3 
8,0 7,5 3,3 
8,0 0,0 3,3 
As linhas amarelas representam as linhas de forças que entram e saem 
perpendicularmente das superfícies equipotenciais. 
 
 Experimento com Eletrodo Cilíndrico 
 
Gráfico de Medidas de Potencial 
 
 
Representação das Linhas de Força 
 
 
 
 
 
PONTOS 
(cm) 
Voltagem 
(V) 
X Y 
 -10 0,0 15,2 
 -10,8 2,6 15,2 
10,8 -3,6 15,2 
-5,0 0,0 12,4 
-5,9 6,0 12,4 
-5,4 -5,9 12,4 
0,0 0,0 10,3 
0,0 -8,0 10,3 
0,0 8,0 10,3 
 5,0 0,0 8,0 
6,2 6,4 8,0 
6,0 -7,1 8,0 
10,0 0,0 5,2 
11,7 -5,5 5,2 
12,1 5,3 5,2 
 
As linhas azuis representam as linhas de forças que entram e saem 
perpendicularmente das superfícies equipotenciais. 
Cálculo do Campo Elétrico para o Eletrodo Retangular 
|𝐸| =
∆𝑉
𝑑
 
|𝐸1| =
17,80 − 14,40
0,04
 
|𝐸2| =
14,40 − 10,90
0,04
 
|𝐸3| =
10,90 − 7,10
0,04
 
|𝐸1| = 85 𝑉/𝑚 , |𝐸2| = 87,5 𝑉/𝑚, |𝐸3| = 95 𝑉/𝑚 
Cálculo do Campo Elétrico para o Eletrodo Cilíndrico 
|𝐸| =
∆𝑉
𝑑
 
|𝐸1| =
12,40 − 10,30
0,05
 
|𝐸2| =
10,30 − 8,00
0,1
 
|𝐸3| =
8,00 − 5,20
0,05
 
|𝐸1| = 42 𝑉/𝑚 , |𝐸2| = 23 𝑉/𝑚, |𝐸3| = 56 𝑉/𝑚 
 Neste caso pegamos os pontos onde a ordenada era zero (y=0), e assumimos 
que o valor da abscissa x era o valor para a distância perpendicular entre as superfícies 
equipotenciais. 
 
 
 
RERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
 http://brasilescola.uol.com.br/fisica/superficies-equipotenciais.htm 
 http://lbholanda.blogspot.com.br/2008/09/campo-conservativo.html 
 http://pir2.forumeiros.com/t8262-campo-eletrico-e-conservativo-porque 
DISCUSSÃO E CONCLUSÃO 
Podemos definir superfícies equipotenciais como linhas de campo onde a 
diferença potencial é igual. Com relação aos valores apresentados podemos notar a 
grande semelhança entre o experimento e o resultado esperado, isso levando em 
consideração a precisão do voltímetro e da escala quadriculada utilizada além da 
solução (água) na cuba de vidro que influenciam bastante no valor final. Notamos que 
quanto mais próximo do ponto se aproximava de x = 0, mais perpendiculares às linhas 
ficavam, assim comprovando a teoria. 
Verificamos também que a eletrização dentro dos anéisfoi bastante uniforme, como era 
esperado. Nas outras duas configurações, como observado nos gráficos, as linhas ficaram bem 
definidas.