Campo Elétrico Uniforme

Prévia do material em texto

Campo Elétrico Uniforme
 Nome: 
Turma: Sábado 08:30/10:30
Introdução
Esse experimento é referente ao campo elétrico uniforme, onde duas placas são submersas em água salgada e uma placa carregada positivamente e outra negativamente, iremos provar que entre as placas o campo é uniforme em todo o sentido. Fora das placas o mesmo é constante. Essas questões serão provadas a seguir, e iremos calcular o campo elétrico em alguns pontos e provar que o mesmo é constante.
Objetivos
Descreva o comportamento do campo elétrico:
Descreva o comportamento do potencial nos eixos x e y;
Calcule o campo elétrico para cada par de pontos;
Teoria 
Chama-se campo elétrico uniforme àquele em que o vetor campo tem mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido em todos os pontos. Como as linhas de força de um campo são sempre tangentes ao vetor campo, concluímos que num campo uniforme as linhas de força são retas e paralelas.
	
Um campo elétrico é uniforme numa determinada região do espaço se tiver as mesmas características em todos os seus pontos. Nesse caso, as linhas de campo elétrico são paralelas.
Um campo elétrico uniforme pode ser criado por duas placas metálicas paralelas, entre as quais se estabelece uma diferença de potencial constante. Uma carga elétrica q colocada em qualquer ponto do campo uniforme experimenta uma força elétrica com a mesma intensidade e o mesmo sentido.
Movimento de Partículas Carregadas num Campo Elétrico Uniforme
O campo elétrico entre as placas de um condensador plano é um campo elétrico uniforme.
Como   e , o trabalho da força elétrica no transporte de uma carga pontual positiva (+q) que se desloca entre os pontos A e B é dado por .
Como o , o trabalho entre A e C é nulo pois a força e o deslocamento são perpendiculares, . Entre C e B, obtemos: .
Da igualdade entre  e , obtemos:
, em que  é a distância entre os pontos C e B.
O módulo do campo elétrico é:  , daí a unidade SI ser V/m.
Material utilizado
Água com sal
Multímetro
Fonte
Papel milimetrado
Bacia
2 laminas de metal
Procedimento prático
1º passo – Colocamos o papel milimetrado e em cima dele uma bacia e nela duas laminas de metal, separadas e na vertical.
2º passo – ligamos o positivo da fonte na lamina da esquerda e o negativo na lamina da direita.
3º passo – derramamos a água com sal dentro da bacia, até cobrir as laminas por completo.
4º passo – ligamos a fonte e com o papel milimetrado alinhado as laminas, medimos a voltagem com o .multímetro em 3 pares de pontos distintos e distantes na horizontal 
Questões
Descreva o comportamento do campo elétrico:
Entre as placas paralelas;
Entre as placas, temos campo e no sentido das abcissas temos o campo uniforme em todos os pontos, com direção e sentidos iguais, conforme provado abaixo. No sentido da ordenada temos a mesma voltagem em todo sentido do ponto escolhido.
Nas bordas e for das lâminas;
Em qualquer ponto das bordas, temos a mesma diferença de potencial. Toda extensão sofre influência da carga, por igual, dai o mesmo é constante em qualquer ponto.
Descreva o comportamento do potencial nos eixos x e y;
As laminas estão posicionadas na vertical, logo no eixo X temos o mesmo potencial em todos os pontos, com mesma direção intensidade e sentido. No eixo Y em toda sua extensão teremos a mesma tensão, devido estar perpendicular ao sentido do vetor campo.
Escolha 3 pares de pontos no eixo adequado e faça o que se pede:
Calcule o campo elétrico para cada par de pontos;
Descreva o comportamento do campo elétrico. Lembre-se que essa grandeza é vetorial, logo também é necessário também descreva direção e o sentido.
Nas bordas das laminas encontramos a seguinte voltagem.
	VOLTAGEM (V)
	NA BORDA DO POLO POSITIVO
	NA BORDA DO POLO NEGATIVO
	3.34
	1.20
OBS.: ESSES VALORES SÃO ENCONTRADOS EM QUALQUER PONTO DAS BORDAS.
	PONTO NO PLANO X
	
	VOLTAGEM NO PONTO (V)
	CAMPO CALCULADO (v)
	70 mm 
	40 mm
	1.49
	10 
	40 mm
	10 mm
	1.79
	10,3
	70 mm
	10 mm
	2.10
	10,1
OBS.: NO PLANO Y, USAMOS O PONTO ZERO EM TODA EXTENSÃO.
Cálculo do campo elétrico
Ponto 70 mm - 40 mm
 =10(v)
Ponto 40 mm – 10 mm
 = 10,3(v)
Ponto 70 mm –10 mm
 = 10,1 (V)
Interpretação dos dados
Verificamos que em toda extensão existe uma variação de tensão em função da distancia, isso no eixo x. temos um campo uniforme entre as lâminas paralelas. O sentido é para esquerda. tendo em vista que a tensão vai do positivo para o negativo temos a direção. Em todos os pontos o vetor campo tem mesma direção, mesmo sentido e mesma intensidade. 
Conclusão
Neste relatório, conseguimos alcançar o objetivo inicial que era provar que o campo elétrico é uniforme em toda extensão entre as laminas, apesar de uma pequena diferença nos valores do campo. Essa diferença é proveniente de erro de execução. fora das mesmas temos um campo constante em qualquer ponto, o que foi encontrado. Conseguimos também identificar o sentido e a direção do vetor campo e descrever como o campo entre as duas laminas se comporta.