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UNIVERSIDADE DE UBERABA RELATÓRIO 03 CAMPO ELÉTRICO E CAMPO MAGNÉTICO Lucas Nunes Silva RA: 5133388 Turma: 23 UNIVERSIDADE DE UBERABA Relatório apresentado à Universidade de Uberaba, como parte das exigências do conteúdo da disciplina de Física Geral e Experimental II, do quarto semestre do curso de Engenharia Civil. Orientador: Luciano Henrique Dias De Matos 1. INTRODUÇÃO TEÓRICA Campo Elétrico A principal característica de uma carga elétrica é a sua capacidade de interagir com outras cargas elétrica (atraindo-as ou repelindo-as, dependendo dos seus sinais). Esta capacidade está relacionada ao campo elétrico que estas cargas geram ao seu redor. Uma carga Q sempre gera um campo elétrico ao seu redor, que é invisível mas existe; ele pode ser percebido se colocarmos uma outra carga q (denominada carga de prova) nas proximidades desta. Esta carga de prova q será atraída ou repelida, dependendo do seu sinal, e a força elétrica responsável por isso pode ser calculada usando-se a Lei de Coulomb. Podemos também, calcular o valor do campo elétrico presente em uma região do espaço; pegando uma carga de prova q de valor conhecido e coloque-a em uma região do espaço onde exista um campo elétrico. Ela certamente será atraída ou repelida, ou seja, em ambos os casos haverá uma força elétrica F que agirá sobre a pequena carga q. Se soubermos o valor desta força, poderemos calcular o valor do campo elétrico usando a expressão: E é o valor do campo elétrico, e sua unidade é N/C (Newton por Coulomb) F é o valor da força elétrica, em Newtons (N) que atua sobre a carga c de prova q, medida em Coulomb (C). Cargas negativas geram campos de aproximação (ou seja, o vetor campo elétrico sempre aponta para a carga geradora). Podemos ver que o vetor campo elétrico E existente no ponto P. Cargas positivas geram campos de afastamento (ou seja, o vetor campo elétrico aponta para o sentido contrário ao do centro da carga geradora). Podemos ver que o vetor campo elétrico E existente no ponto P. A maneira para se calcular a intensidade de um campo elétrico, em um ponto P qualquer, usando a carga geradora Q, é usando a equação a seguir: Aqui K é a constante eletrostática, que vale 9 x 109 Nm2 /C2. Q é o valor da carga geradora, em Coulomb, e d é a distância em metros entre a carga geradora e o ponto onde queremos calcular o valor do campo elétrico E. Campo Magnético É a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou materiais ferromagnéticos e paramagnéticos, como cobalto e ferro. Também é possível definir um vetor que descreva este campo, chamado vetor indução magnética e simbolizado por . Colocando uma pequena bússola em um ponto sob ação do campo o vetor terá direção da reta em que a agulha se alinha e sentido para onde aponta o polo norte magnético da agulha. Se pudermos traçar todos os pontos onde há um vetor indução magnética associado veremos linhas que são chamadas linhas de indução do campo magnético. Estas são orientados do polo norte em direção ao sul, e em cada ponto o vetor tangencia estas linhas. As linhas de indução existem também no interior do ímã, portanto são linhas fechadas e sua orientação interna é do polo sul ao polo norte por convenção. Assim como as linhas de força, as linhas de indução não podem se cruzar e são mais densas onde o campo é mais intenso. 2. OBJETIVO Visualizar as linhas de força de campo elétrico, entre eletrodos de diferentes formatos e visualizar as linhas de indução do campo magnético de diferentes imãs. 3. MATERIAL UTILIZADO Gerador eletrostático; Cuba acrílica; Cabos; Fixadores para eletrodos; Vários eletrodos de diferentes formatos; Óleo de rícino; Fubá; Imãs; Limalha de ferro; Folhas brancas de papel A4; Bússola. 4. METODOLOGIA Procedimento Experimental 1 – Linhas de Força 1. Conecte o gerador ao terra, ligue um cabo do terra ao fixador de eletrodo que está preso na cuba. Ligue o outro cabo na esfera maior e conecte no outro fixador preso na cuba; 2. Coloque uma fina camada de óleo na cuba, o suficiente para cobrir a fundo e definir claramente os contornos dos eletrodos; 3. Espalhe um pouco de fubá uniformemente sobre o óleo; 4. Ligue o gerador (apenas pelo tempo necessário para o alinhamento das linhas de força) e desenho o resultado; 5. Repita o procedimento para cada um dos eletrodos; Procedimento Experimental 2 – Linhas de Indução 1. Coloque a folha branca sobre os imãs; 2. Espalhe um pouco de limalha de ferro sobrea folha branca onde os imãs se encontram; 3. Observe o resultado. 5. RESULTADOS E ANÁLISES Procedimento Experimental 1 – Linhas de Força Ao ligar o gerador, o fubá espalhado no óleo se alinha de acordo com as linhas de força exercida pelo gerador com respectivos eletrodos conforme figuras abaixo. As linhas de força são formadas de acordo com a presença do material condutor da energia do gerador, portanto na figura 1 as linhas estão em todas as direções e na figura 2 somente em uma. Figura 1 Figura 1 Procedimento Experimental 2 – Linhas de Indução A folha branca cria a área para a limalha de ferro mostrar as linhas de indução que vão do Norte para o Sul magnético do imã. Como os imãs têm formas diferentes, consequentemente as linhas de indução são diferentes também. 6. CONCLUSÃO A partir dos levantamentos realizados têm-se que campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistemas delas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas e provocam forças elétricas. O campo magnético pode ser definido tomando como base os campos elétricos e gravitacionais, que determinam as modificações no espaço em razão da presença de cargas elétricas ou de massa. Sendo assim, o campo magnético é a região do espaço na qual um ímã manifesta sua ação. No experimento do imã, por exemplo, nota-se que as limalhas de ferro se alinham formando as linhas de indução de acordo com cada tipo de imã e “desenhando” estas linhas para que possamos enxergá-las a olho nu. 7. BIBLIOGRAFIA CARVALHO, Thomas. Campo Elétrico. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica/campo-eletrico/>. Acesso em: 09 nov. 2016. ELIENE. Campo Elétrico. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm>. Acesso em: 09 nov. 2016. EDUCAÇÃO, R7 (Org.). Campo Elétrico. Disponível em: <http://www.coladaweb.com/fisica/eletricidade/campo-eletrico>. Acesso em: 09 nov. 2016. MARQUES, Domiciano. CAMPO MAGNÉTICO. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm>. Acesso em: 09 nov. 2016. SÓ FÍSICA (Org.). Campo Magnético. Disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/CampoMagnetico /campo.php>.Acesso em: 09 nov. 2016.