relatorio de superfice equipotencial

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Superfícies Equipotenciais
Nome: Fábio constantino dos santos
Nome: Fábio da silva
Turma: 3099
1. Introdução
Quando estudamos trabalho e energia, aprendemos que um objeto que está a uma altura (h) acima do solo possui uma energia potencial gravitacional (U = mgh) devido à presença de um campo gravitacional (g). Do mesmo modo, uma carga elétrica possui uma energia potencial elétrica devido à presença de um campo elétrico E.
Se uma carga positiva estiver, por exemplo, entre as placas de um capacitor, ela será repelida pela placa positiva e atraída para a placa negativa. No caso gravitacional, para elevarmos um objeto do solo até uma altura (h) é necessário realizar trabalho. Este trabalho altera a energia potencial mecânica. Analogamente, também precisaremos realizar trabalho para levarmos uma carga positiva das proximidades da placa negativa até às vizinhanças da placa positiva, alterando a energia potencial elétrica. Se a partícula for solta, ela será acelerada em direção à placa negativa, convertendo energia potencial elétrica em energia cinética. 
No caso gravitacional, se empurrarmos um objeto como uma massa duas vezes maior até a mesma altura, realizaremos duas vezes mais trabalho sobre ela e a variação da energia potencial mecânica será duas vezes maior.
Do mesmo modo, se empurrarmos uma partícula como o dobro da carga elétrica no exemplo do capacitor, o trabalho realizado será duas vezes maior. Repetindo o processo com outras partículas com cargas diferentes, a energia potencial elétrica será proporcional à carga (q). No entanto, a razão entre a variação da energia ∆U e a sua carga (q) será a mesma em todos os casos (∆U/q = constante). Do mesmo modo, o trabalho mecânico para levar um objeto de um ponto a outro no espaço por unidade de massa também é uma constante, ou seja, (∆U/m = gh) = constante, dependendo apenas do ponto de partida, do ponto de chegada e do campo gravitacional (g). Este fato nos diz que no campo elétrico entre as placas do capacitor existe uma grandeza que não depende da carga de prova. Essa grandeza é chamada de diferença de potencial elétrico, (V). 
2. Objetivo
	Verificar o comportamento de superfícies equipotenciais
3. Teoria
Potencial Elétrico
Definimos o potencial elétrico como: Potencial elétrico ≡ energia potencial elétrica/carga
Ou seja, o potencial elétrico (J/C) é análogo à energia gravitacional / massa (J/kg). A unidade utilizada para o potencial elétrico é o volt (símbolo V). O potencial de 1 V é igual a 1 joule (1 J) por 1 coulomb (1C).
Campo Eletrostático
Observa-se que uma carga elétrica produz uma região de influência ao seu redor. O efeito pode ser sentido por outro objeto carregado posicionado nas imediações da carga. Este transmissor de efeito, que faz-se presente no espaço, a partir da existência de uma partícula carregada, é denominado de campo eletrostático.
A caracterização do campo eletrostático produzido por um conjunto de cargas elétricas pode ser feita colocando-se uma carga de teste qt na região de campo, e medindo-se a força elétricahttp://www.ufpe.br/fontana/Eletromagnetismo1/EletromagnetismoWebPart01/mag1cap2/img018.gif produzida sobre qt. A magnitude da carga de teste deve ser pequena de forma a não perturbar o campo originalmente presente. A partir dessa medição, o campo eletrostático pode ser definido pela relação:
http://www.ufpe.br/fontana/Eletromagnetismo1/EletromagnetismoWebPart01/mag1cap2/img020.gif
Superfícies Equipotenciais
Superfícies equipotenciais são superfícies de um campo elétrico, onde todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, ou seja, suas linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície. Se um condutor elétrico apresenta equilíbrio em sua superfície, esta superfície é equipotencial. Estas superfícies têm duas propriedades importantes: 
1a - A força elétrica durante o deslocamento de uma carga elétrica puntiforme sobre uma superfície equipotencial é nula.
2a - As superfícies equipotenciais são perpendiculares às linhas de força ou linhas de campo elétrico e, consequentemente, perpendiculares ao vetor campo elétrico http://www.fisicaevestibular.com.br/images/eletrostatica5/image009.jpg.
http://www.brasilescola.com/upload/e/superficies%20equipotenciais%20fig%201.jpg
Um campo elétrico uniforme tem em todos os seus infinitos pontos mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido e é obtido entre duas placas condutoras idênticas e paralelas e eletrizadas com cargas de mesmo módulo, mas de sinais contrários.
http://www.fisicaevestibular.com.br/images/eletrostatica5/image016.jpg
Observe que nesse caso as superfícies equipotenciais  são planas e paralelas entre si.
4. Material Utilizado
	01 Fonte Alimentadora Digital
	01 Cuba Retangular plástica
	02 Eletrodos paralelos de Alumínio (iguais)
	02 Eletrodos circulares
	01 Eletrodo em anel
	01 Multímetro Digital (com pontas de prova)
	Água com Sal (NaCl) 
	01 Folha de Papel Milimetrado
http://dc303.4shared.com/doc/NBF-glWH/preview_html_m2700b853.gif
Esquema de Montagem do Experimento
5. Procedimento
1º Experimento→ Foi montado os equipamentos (materiais) conforme o esquema acima. Uma fonte alimentadora, ligada à tomada, que possuía saídas (+) e (-). Estas saídas foram conectadas às barras de alumínio que foram posicionadas dentro da cuba de maneira que ficassem paralelas entre si. A ponta (+) da fonte foi conectada à uma barra e a ponta (-) foi conectada à outra. Dentro desta cuba de acrílico, onde estavam as barras, foi despejado água com sal de maneira que as barras ficassem cobertas pela água. Esta água salgada serviu de condutor em nosso experimento.
Foi colocado em baixo da cuba um papel milimetrado a fim de que fossem feitas as medições de forma ordenada. Usamos também um multímetro digital. Suas pontas de prova foram utilizadas da seguinte forma, uma ponta ficou fixa na barra que estava conectada ao polo negativo (-) da fonte. Enquanto a outra ponta de prova (móvel) foi usada para realizar as diversas medições ao longo do experimento. 
Em seguida, a fonte alimentadora foi ligada (on), e regulada a uma ddp de 5.0 Volts. Após isso, começamos a medir as ddp’s entre as placas de alumínio, começando (com a ponta de prova móvel) da barra conectada ao polo (+) da fonte em direção à outra barra;
2º Experimento→ Nesse experimento foi adicionado o eletrodo em anel no centro da cuba para que fosse observado o como ser comportava o campo elétrico em volta do eletrodo de anel;
3º Experimento→ Nesse experimento foram retirados os eletrodos paralelos e o eletrodo em anel, colocado os dois eletrodos circulares, ambos ligados a um polo positivo e o outro negativo. Foi ligado a fonte novamente para procurar a formação das superfícies com o cabo de prova do multímetro.
6. Dados
1º Experimento (3 superfícies em 5 pontos)
	1º Superfícies (Dados do procedimento - eletrodos retos)
	Valor em y- 50
	Valor em x
	70
	60
	50
	40
	30
	Valor em volts
	4,23
	4,23
	4,25
	4,27
	4,29
	2º Superfícies (Dados do procedimento - eletrodos retos)
	Valor em y- 60
	Valor em x
	70
	60
	50
	40
	30
	Valor em volts
	4,45
	4,47
	4,48
	4,51
	4,53
	3º Superfícies (Dados do procedimento - eletrodos retos)
	Valor em y- 70
	Valor em x
	70
	60
	50
	40
	30
	Valor em volts
	4,69
	4,69
	4,72
	4,75
	4,77
Uma superfície equipotencial é sempre interceptada perpendicularmente (90°) pelas linhas de força de um campo elétrico. Dessa maneira, conhecendo-se as linhas de força de um campo elétrico, fica mais fácil representar as superfícies equipotenciais. Já numa região onde o campo elétrico é uniforme, para serem perpendiculares às linhas de força, as superfícies equipotenciais devem ser planas. Veja a figura a seguir:
Potencial elétrico decresce com o sentido das linhas de força 
De acordo com a figura acima podemos verificar que o potencial elétrico
decresce com o sentido das linhas de força, então VA > VB.
2º Experimento
Externo
	Dados do procedimento – barramento com anel
	Valor em y
	-5
	-5
	-15
	Valor em x
	-55
	-45
	-40
	Valor em volts
	2,12
	2,24
	2,31
Interno
	Dados do procedimento – barramento com anel
	Valor em y
	10
	5
	-10
	Valor em x
	-20
	-25
	-5
	Valor em volts
	2,87
	2,82
	2,94
3º Experimento
	1º superfície na curva positiva (Dados do procedimento-Eletrodo circular)
	Valor em y
	70
	40
	35
	35
	40
	Valor em x
	80
	40
	5
	-40
	-85
	Valor em volts
	3,22
	3,22
	3,22
	3,22
	3,22
	2º superfície na reta (Dados do procedimento-Eletrodo circular)
	Valor em y
	0
	0
	0
	0
	0
	Valor em x
	85
	45
	5
	-30
	-80
	Valor em volts
	2,80
	2,80
	2,80
	2,80
	2,88
	3º superfície na curva negativa (Dados do procedimento-Eletrodo circular)
	Valor em y
	-90
	-70
	-75
	-85
	-85
	Valor em x
	85
	50
	20
	-35
	-40
	Valor em volts
	2,09
	2,00
	2,00
	2,00
	2,00
7. Conclusão
As observações realizadas durante todo o experimento mostrou-se satisfatório, de modo que utilizando os eletrodos de barra, o campo elétrico possui linhas de fluxo aproximadamente linear es, pois medindo o potencial em linhas paralelas as barras observaram-se valores muitos próximos para o potencial elétrico. Porém quando utilizou-se cargas pontuais, os valores encontrados para o potencial elétrico nos mesmos pontos foram diferentes, mesmo que perpendiculares as linhas de fluxo, isso nos leva a conclusão de que neste caso as linhas de fluxo possuem outro padrão. 
8. Referências
Young e Freedman. Física III: Eletromagnetismo. 12° Ed. – S ão Paulo: Person Addison W esl ey, 2 0 0 9 .