Mapeamento de Campos Elétricos.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS - UNIFAL
INSTITUTO DE QUÍMICA
FÍSICA III
Turma 2
Grupo:
Luana C. de Oliveira Lima 2015.2.07.011
Mariana Rosa Macedo 2015.2.07.013
Mirian Megda Cordeiro 2015.2.07.039
Prática III: Mapeamento de Campos Elétricos.
Alfenas-MG
Maio/2017
Introdução
O experimento foi realizado a fim de desenvolver conceitos de campo elétrico e potencial elétrico, partindo-se dos conhecimentos que, o campo elétrico é gerado por uma carga elétrica no espaço em seu entorno e que diferença de potencial se refere ao trabalho que é realizado sobre a carga de um ponto a outro. Para o desenvolvimento da experiência, com o auxílio de uma fonte universal ligada a dois eletrodos dentro de uma cuba contendo água, foi gerado superfícies equipotenciais, ou seja, foi gerado pontos no espaço que tenham o mesmo valor de potencial elétrico, em relação à mesma referência. Utilizando-se de dois artifícios diferentes, ou seja, eletrodos planos e entre eletrodo plano e um circular, foi possível marcar os pontos de coordenadas e mapear o campo elétrico obtido pela diferença de potencial elétrico. 
Objetivo
Fazer uma superfície equipotencial em uma cuba de vidro e a partir dessa superfície mapear o campo elétrico, além de desenvolver conceitos de potencial e campo elétrico.
Materiais Utilizados
Cuba de acrílico
Folha de plástico milimetrado
Multímetro analógico (Marca: ICEL Manaus; Modelo: SK-20).
Fonte universal com conetores (Marca: SKLL-TEC; Modelo: SKFA-05D)
Apresentação dos resultados
Tabela 1.1 – Resultados obtidos pela medição de campo elétrico entre os eletrodos planos.
	Escala: 10V Erro: ±0,2V
	Escala: 2,5 V Erro: ±0,05 V
	3,0V
	1,35V
	0,95V
	1,25V
	x (mm)
	y(mm)
	x(mm)
	y(mm)
	x(mm)
	y(mm)
	x(mm)
	y(mm)
	20
	0
	0
	0
	-20
	15
	-5
	0
	20
	10
	0
	-10
	-20
	-10
	-5
	15
	20
	25
	0
	-15
	-20
	5
	-5
	-20
	20
	65
	0
	-25
	-20
	-75
	-5
	30
	20
	55
	0
	-40
	-20
	80
	-5
	-90
	20
	-25
	0
	-60
	-20
	-15
	-5
	80
	20
	-50
	0
	-80
	-20
	25
	-5
	-45
	20
	-40
	0
	-45
	-20
	-30
	-5
	70
	20
	-75
	0
	85
	-20
	35
	-5
	65
	20
	-15
	0
	65
	-20
	-60
	-5
	60
	20
	5
	0
	45
	-20
	50
	-5
	-15
	20
	85
	0
	20
	-20
	-45
	-5
	-10
	20
	90
	0
	90
	-20
	45
	-5
	-30
	20
	75
	0
	5
	-20
	-20
	-5
	-40
	20
	60
	0
	15
	-20
	40
	-5
	90
	Erro das medidas de x, y: ±5 mm
Tabela 1.2 – Resultados obtidos pela medição de campo elétrico entre o eletrodo plano e a placa curvada em forma de cilindro.
	Escala: 10V Erro: ±0,2V
	Escala: 2,5V Erro: ±0,05V
	3,8V
	1,70V
	1,25V
	2,00V
	x (mm)
	y(mm)
	x(mm)
	y(mm)
	x(mm)
	y(mm)
	x(mm)
	y(mm)
	50
	35
	0
	0
	0
	55
	40
	70
	40
	30
	10
	20
	0
	50
	0
	10
	30
	25
	25
	60
	10
	70
	5
	-10
	60
	-30
	20
	-65
	-10
	20
	5
	15
	55
	-30
	10
	-45
	-10
	15
	30
	60
	50
	-30
	15
	-55
	0
	-50
	20
	50
	45
	-30
	30
	-85
	-5
	-40
	35
	-70
	25
	20
	25
	-70
	-10
	-15
	20
	-50
	30
	-15
	15
	-60
	-10
	-10
	5
	-5
	45
	35
	5
	-40
	-10
	5
	10
	30
	55
	35
	0
	-20
	-5
	30
	25
	55
	40
	20
	0
	5
	0
	60
	45
	-75
	30
	-10
	0
	20
	-5
	40
	10
	-30
	20
	0
	10
	40
	-10
	0
	15
	-40
	30
	-20
	15
	50
	5
	50
	35
	-75
	Erro das medidas de x, y: ±5 mm
Gráfico 1.1 – Gráfico obtido pela medição de campo elétrico entre os eletrodos planos.
Gráfico 1.2 – Gráfico obtido pela medição de campo elétrico entre o eletrodo plano e a placa curvada em forma de cilindro.
1. Estime o campo elétrico (intensidade, direção e sentido) no ponto médio entre os eletrodos planos. 
R.: E = r 
Direção: da força elétrica F, esquerda para a direita.
Sentido: lado positivo para o negativo.
2. Por que perto das extremidades dos eletrodos planos as superfícies equipotenciais se curvam?
Porque as linhas de campo elétrico saem de uma extremidade de um condutor e entram na outra extremidade de outro condutor, dando este formato às superfícies equipotenciais.
 3. Calcule a força devida ao campo elétrico que atua sobre um elétron no centro da cuba. Esta força seria diferente em outros pontos? Carga do elétron =1, 6 × 10−19 C (eletrodos planos). 
 9,20 x 10-26 N 
Sim, pois variando a distância varia o campo elétrico e consequentemente a força elétrica.
4. Calcule a aceleração que este elétron sofreria se a força elétrica fosse a única que atuasse sobre ele. Massa do elétron = 9, 1 × 10−31 kg.
R: F = m.a
 E.qo = m.a	 a = 101162,19 m/s²
5. Qual é o trabalho realizado pela força elétrica sobre um elétron que parte do eletrodo negativo até o momento em que ele atinge o eletrodo positivo (eletrodos planos)?
R: W = F.d.cosϴ
 W = 9,20 x 10-27 J 
O trabalho deve ser positivo pois está no sentido da força elétrica.
6. Qual seria o efeito sobre o campo elétrico se invertêssemos a polarização dos eletrodos?
O sentido de campo elétrico também se inverteria.
Discussão de resultados
Questão 1: Por que entre eletrodos planos somente no eixo x há variação de tensão elétrica?
Questão 2: Qual a diferença observada nos campos elétricos, quando se muda o formato dos eletrodos?
Conclusão
Foi possível observar que o formato do campo elétrico gerado é diferente em ambos os casos devido a forma dos seus eletrodos. É possível concluir que cada ponto possui uma distância diferente dos eletrodos gerando campo elétrico e forças diferentes, e assim confirmando a fórmula de campo elétrico, na qual afirma-se que campo elétrico depende somente da distância.
Bibliografia
Livro: Resnick, R; Halliday, D.; Física 3, 5 Ed., V3, editora LTC, Rio de Janeiro, 2004.
Anexo
Figura 1 - Vistos
Figura 2 - Vistos