RELATÓRIO DE FÍSICA III CAMPO ELÉTRICO.

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1. OBJETIVOS 
Ao final do experimento o aluno terá condições de: 
a) Identificar e descrever o campo elétrico e as suas linhas de campo; 
b) Medir a diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um campo elétrico e; 
c) Traçar linhas equipotenciais em um campo elétrico uniforme. 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo 
que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas. E usando esta analogia, 
podemos encontrar: 
 
Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do 
campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas 
geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja: 
 
Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a 
influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova 
de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por 
Q. 
 
 
Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé 
Curso: Disciplina: 
CCE0850 - FÍSICA 
EXPERIMENTAL III 
Turma: 3044 
Professor (a): 
CARLOS EDUARDO BARATEIRO 
Data de Realização: 
12/05/2017 
 
Nome do Aluno (a): 
Amanda Barros Nunes de Oliveira 
Andreza Xavier da Silva 
Isaque Gomes Rodrigues 
Sidney Gonçalves de Faria Monti 
Jairo Vieira 
Nº da matrícula: 
201301398802 
201502256916 
201102008451 
201502127636 
201202365183 
Experimento: Campo Elétrico 
 
Já uma carga de prova, para os fins que nos interessam, é definida como um corpo puntual 
de carga elétrica conhecida, utilizado para detectar a existência de um campo elétrico, 
também possibilitando o cálculo de sua intensidade. 
 
 
 
 
 
 
 
Voltando à analogia com o campo gravitacional da Terra, o campo elétrico é definido 
como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora 
Q e a carga de prova q e com mesmo sentido se q>0 e sentido oposto se q<0. Ou seja: 
 
A unidade adotada pelo SI para o campo elétrico é o N/C (Newton por coulomb). 
Interpretando esta unidade podemos 
concluir que o campo elétrico descreve 
o valor da força elétrica que atua por 
unidade de carga, para as cargas 
colocadas no seu espaço de atuação. 
O campo elétrico pode ter pelo menos 
quatro orientações diferentes de seu 
vetor devido aos sinais de interação 
entre as cargas, quando o campo é 
gerado por apenas uma carga, estes são: 
 
Quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0), os vetores força e campo elétrico 
têm mesma direção, mas sentidos opostos, e quando a carga de prova tem sinal positivo 
(q>0), ambos os vetores têm mesma direção e sentido 
Já quando a carga geradora do campo tem sinal positivo (Q>0), o vetor campo elétrico 
tem sentido de afastamento das cargas e quando tem sinal negativo (Q<0), tem sentido 
de aproximação, sendo que isto não varia com a mudança do sinal das cargas de provas. 
Quando uma única partícula é responsável por gerar um campo elétrico, este é gerado 
em um espaço que a circunda, embora não esteja presente no ponto onde a partícula é 
 
encontrada. 
Quando duas ou mais cargas estão próximas o suficiente para que os campos gerados 
por cada uma se interfiram, é possível determinar um campo elétrico resultante em um 
ponto desta região. Para isto, analisa-se isoladamente a influência de cada um dos 
campos gerados sobre um determinado ponto. 
Por exemplo, imaginemos duas cargas postas arbitrariamente em um ponto A e 
outro B, com cargas e , respectivamente. Imaginemos também um ponto P sob 
a influência dos campos gerados pelas duas cargas simultaneamente. O vetor do campo 
elétrico resultante será dado pela soma dos vetores e no ponto P. Como ilustram 
os exemplos a seguir: 
Como as duas cargas geradoras do campo têm sinal positivo, cada uma delas gera um 
campo divergente (de afastamento), logo o vetor resultante terá módulo igual à subtração 
entre os valores dos vetores e direção e sentido do maior valor absoluto. 
 
 
 
 
 
Assim como no exemplo anterior, ambos os campos elétricos gerados são divergentes, 
mas como existe um ângulo formado entre eles, esta soma vetorial é calculada através de 
regra do paralelogramo, ou seja, traçando-se o vetor soma dos dois vetores, tendo assim 
o módulo direção e sentido do vetor campo elétrico resultante 
Assim como no exemplo anterior, 
ambos os campos elétricos 
gerados são divergentes, mas como 
existe um ângulo formado entre eles, 
esta soma vetorial é calculada através 
de regra do paralelogramo, ou seja, 
traçando-se o vetor soma dos dois vetores, 
tendo assim o módulo 
direção e sentido do 
vetor campo elétrico 
resultante 
 
Como ambas as cargas que geram 
o campo tem sinais negativos, cada componente 
 
do vetor campo resultante é convergente, ou seja, tem sentido de aproximação. O módulo, 
a direção e o sentido deste vetor são calculados pela regra do paralelogramo, assim como 
ilustra a figura. 
Neste exemplo, as cargas que geram o campo resultante têm sinais diferentes, então 
um dos vetores converge em relação à sua carga geradora ) e outro diverge ). 
Então podemos generalizar esta soma vetorial para qualquer número finito de partículas, 
de modo que: 
 
As linhas de força são a representação geométrica convencionada para indicar a presença 
de campos elétricos, sendo representadas por linhas que tangenciam os vetores campo 
elétrico resultante em cada ponto, logo, jamais se cruzam. Por convenção, as linhas de 
força têm a mesma orientação do vetor campo elétrico, de modo que para campos gerados 
por cargas positivas as linhas de força são divergentes (sentido de afastamento) e campos 
gerados por cargas elétricas negativas são representados por linhas de força convergentes 
(sentido de aproximação). Quando se trabalha com cargas geradoras sem dimensões, as 
linhas de força são representadas radialmente, de modo que: 
 
Um corpo em equilíbrio eletrostático, ou seja, quando todos possíveis responsáveis por 
sua eletrização acomodam-se em sua superfície, pode ser 
caracterizado por sua densidade superficial média de cargas , 
que por definição é o resultado do quociente da carga elétrica Q, pela 
área de sua superfície A. 
 
Sendo sua unidade adotada no SI o C/m². 
Observe que para cargas negativas a densidade superficial média de 
cargas também é negativa, já que a área sempre é positiva. 
Utiliza-se o termo médio já que dificilmente as cargas elétricas se 
distribuem uniformemente por toda a superfície de um corpo, de modo 
que é possível constatar que o módulo desta densidade é inversamente proporcional ao 
 
seu raio de curvatura, ou seja, em objetos pontiagudos eletrizados há maior concentração 
de carga em sua extremidade (ponta). Dizemos que um campo elétrico é uniforme em 
uma região quando suas linhas de força são paralelas e igualmente espaçadas umas das 
outras, o que implica que seu vetor campo elétrico nesta região têm, em todos os 
pontos, mesma intensidade, direção e sentido. Uma forma comum de se obter um campo 
elétrico uniforme é utilizando duas placas condutoras planas e iguais. 
Se as placas forem postas paralelamente, tendo cargas de mesma intensidade, mas de 
sinal oposto, o campo elétrico gerado entre elas será uniforme. 
Imagine um campo elétrico gerado por uma carga Q, ao ser colocada um carga de prova 
q em seu espaço de atuação podemos perceber que, conforme a combinação de sinais 
entre as duas cargas, esta carga q, será atraída ou repelida, adquirindo movimento, econsequentemente Energia Cinética. 
Lembrando da energia cinética estudada em mecânica, sabemos que para que um corpo 
adquira energia cinética é necessário que haja uma energia potencial armazenada de 
alguma forma. Quando esta energia está ligada à atuação de um campo elétrico, é 
chamada Energia Potencial Elétrica ou Eletrostática, simbolizada por . 
 
A unidade usada para a é o joule (J). 
Pode-se dizer que a carga geradora produz um campo elétrico que pode ser descrito por 
uma grandeza chamada Potencial Elétrico (ou eletrostático). 
De forma análoga ao Campo Elétrico, o potencial pode ser descrito como o quociente 
entre a energia potencial elétrica e a carga de prova q. Ou seja: 
Logo: 
 
A unidade adotada, no SI para o potencial elétrico é o volt (V), em homenagem ao 
físico italiano Alessandro Volta, e a unidade designa Joule por coulomb (J/C). 
Quando existe mais de uma partícula eletrizada gerando campos elétricos, em um ponto 
P que está sujeito a todas estes campos, o potencial elétrico é igual à soma de todos os 
potenciais criados por cada carga, ou seja: 
 
Uma maneira muito utilizada para se representar 
potenciais é através de equipotenciais, 
que são linhas ou superfícies perpendiculares às linhas 
de força, 
ou seja, linhas que representam um 
mesmo potencial. 
Para o caso particular onde o campo é gerado por 
apenas uma carga, estas linhas equipotenciais serão 
circunferências, já que o valor do potencial diminui 
uniformemente em função do aumento da distância 
(levando-se em conta uma representação em duas 
dimensões, pois caso a representação fosse tridimensional, 
os equipotenciais seriam representados por esferas ocas, 
o que constitui o chamado efeito casca de cebola, onde quanto mais interna for a casca, 
maior seu potencial). 
2 MATERIAIS 
- Uma fonte de alimentação DC de tensão variável 
- Uma cuba projetável com escala milimetrada 
- Dois eletrodos reto-planos 
- Uma chave liga-desliga 
- Um multímetro 
- Conexões com pinos banana e jacaré 
- Um Becker de 400 ml 
- Água 
- Uma ponteira de medição 
- Um gerador eletrostático do tipo Van der Graaff 
- Uma placa de Petri 
- Pó de milho granulado 
- Óleo 
 
 
 
 
 
3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
a) Monte o experimento a experiência conforme mostrado na figura acima. 
b) Coloque água na cuba de forma cobrir os eletrodos (eletrodos) retos 
c) Ligue a fonte de alimentação, no painel frontal e regule e tensão para o valor de 
2,0 V. 
d) Ajuste o multímetro para a escala de 20 V de tensão contínua 
e) Coloque a ponteira entre os eletrodos retos e procure o ponto onde o multímetro 
marcar 1,0 V. 
f) Localize, utilizando a escala milimetrada a posição deste ponto em relação aos 
eletrodos e anote a coordenada (x,y). 
g) Procure mais cinco pontos onde o potencial é 1,0 V e anote sua a coordenada. 
h) Procure um ponto onde o voltímetro marcar 1,5 V e anote sua coordenada. 
i) Procure mais cinco pontos com o mesmo valor de 1,5 V. 
j) Repita o procedimento acima procurando pontos com a tensão de 0,5 V. 
k) Repita o experimento mudando um dos eletrodos para tipo anel. 
 
 
 
 
 
4 DADOS MEDIDOS 
 Modelo Fabricante Num Série Faixa de Medição Resolução 
Multímetro na 
Função 
Voltímetro 
ET-2042D MINIPA M001100034856M 200-1000 VDC --- 
 
Eletrodos em Paralelo 
Coordenada x Coordenada y Tensão Medida Incerteza da Tensão 
85 - 100 1,25 0,025 
85 - 60 1,25 0,025 
85 - 30 1,25 0,025 
85 30 1,25 0,025 
85 60 1,24 0,02 
50 - 100 1,53 0,015 
50 - 60 1,53 0,015 
50 - 30 1,51 0,005 
50 30 1,53 0,015 
20 - 100 1,23 0,015 
20 - 30 1,24 0,02 
20 30 1,23 0,015 
0 - 100 1,83 0,015 
0 0 1,85 0,025 
0 100 1,85 0,025 
- 20 - 100 1,99 0,045 
- 20 0 1,99 0,045 
- 20 100 1,99 0,045 
 
 
 
 
Eletrodos em Paralelo e Circular 
Coordenada x Coordenada y Tensão Medida Incerteza da Tensão 
0 - 100 1,34 0,02 
10 0 1,34 0,02 
5 100 1,34 0,02 
- 25 - 100 1,39 0,045 
- 5 0 1,39 0,045 
- 10 100 1,39 0,045 
- 50 - 100 1,47 0,035 
- 20 0 1,47 0,035 
- 45 100 1,47 0,035 
- 70 -100 1,52 0,01 
- 45 0 1,52 0,01 
- 70 100 1,52 0,01 
- 85 - 100 1,54 0,02 
- 50 0 1,54 0,02 
- 85 100 1,54 0,02 
 
5 CONCLUSÕES 
 
a) Desenhe em um papel milimetrado, os pontos com o mesmo valor de tensão, 
interligando-os. Faça um diagrama com os dois eletrodos retos e com um reto e 
um circular. 
 
 
 
 
b) Diga qual é o tipo de linha formada e que direção ela possui em relação aos 
eletrodos. 
R: Verificou-se a criação de linhas retas em cima do eixo x, tendo como 
parâmetro o mesmo valor de tensão, e essas linhas estão no sentido 
longitudinal em relação aos eletrodos retos. 
1,25
1,24
1,25
1,25
1,24
1,53
1,53
1,51
1,53
1,52
1,63
1,65
1,64
1,63
1,63
1,83
1,83
1,84
1,83
1,83
1,99
1,99
1,99
1,99
1,99
-120
-70
-20
30
80
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ELETRODOS PARALELOS (Valores em volts)
1,34
1,34
1,34
1,39
1,39
1,39
1,47
1,47
1,47
1,52
1,52
1,52
1,54
1,54
1,54
-120
-70
-20
30
80
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ELETRODOS PARALELO E CIRCULAR (Valores em volts) 
 
c) A partir destas observações, como você poderia definir uma superfície 
equipotencial de um campo elétrico? 
R: Podemos definir uma superfície equipotencial como a superfície formada 
por pontos como mesmo potencial elétrico, observamos que o campo elétrico 
sempre será perpendicular a superfície equipotencial. 
d) A profundidade com que a ponteira penetra no eletrólito altera a leitura da ddp 
(diferença de potencial)? 
R: Não, no momento do experimento posicionamos a ponta de prova em 
profundidades diferentes e encontramos o mesmo valor de potencial elétrico 
visto que estávamos medindo valores na mesma superfície equipotencial. 
e) Existe uma diferença de potencial entre dois pontos quaisquer contidos nesta 
superfície? Justifique a sua resposta. 
R: Não, as superfícies equipotenciais têm como sua principal característica o 
fato que qualquer ponto dentro de uma mesma superfície terá o mesmo 
potencial elétrico. 
f) Como se encontram os pontos da superfície observada em relação ao potencial 
que possuem? 
R: Os pontos de uma mesma superfície com relação ao potencial se 
encontram com valores iguais. 
g) Como se comporta o módulo do campo elétrico em diferentes pontos de uma 
mesma superfície equipotencial? 
R: O campo elétrico atravessará os pontos de uma mesma superfície sempre 
na perpendicular à superfície. 
 
h) Discuta se os resultados obtidos foram satisfatórios e as razões de eventuais 
discrepâncias. Os objetivos do experimento foram alcançados? 
R: Foi verificado que ao se estabelecer uma diferença de potencial entre 
condutores será criado um campo elétrico que possui sentido do maior 
potencial para o menor. Pelo experimento conseguimos analisar o 
comportamento desse campo elétrico, graças à montagem dos eletrodos 
mergulhados sobre a solução salina, que depois de estabelecida a ddp o 
campo elétrico forma-se pela extensão da solução.