Relatório de física lll Experiência 4 As superfícies equipotenciais e a análise de campo elétrico

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL III
Turma nº 1039
Experiência nº 4
Data: 25/08/2017
Nome da experiência: As superfícies equipotenciais e a análise de campo elétrico
	Professor: 
	Alunos: Daniel Avelar
Estevão dos Reis
Jussara F. dos Santos
	
1- INTRODUÇÃO
Nesta experiência vamos observar o mapeamento das linhas equipotenciais num meio líquido condutor desenvolvendo assim, o conceito de potencial. Contudo observar e analisar a distribuição do campo elétrico, observar como se comportam as linhas equipotenciais em diversas circunstâncias, e por fim obter o conhecimento necessário para possíveis estudos posteriores. Podemos encontrar superfícies equipotenciais no campo elétrico, onde as linhas de força são paralelas e equidistantes. Nesse caso, as superfícies equipotenciais localizam-se perpendicularmente às linhas de força (mesma distância do referencial). A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria.
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2- DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
Como sabemos todo objeto contém cargas elétricas, sendo elas entendidas como positivas e/ou negativas. Quando existe igualdade de cargas, o objeto é dito eletricamente neutro, já quando não existe esta igualdade ele é dito eletricamente carregado. Para se medir a força de atração entre essas cargas, utiliza-se da Lei de Coulomb, que nos possibilita descrever a força de atração ou repulsão entre as cargas. A lei também é válida até mesmo no interior dos átomos, onde descreve corretamente a força de atração entre o núcleo positivo e os elétrons negativos. Outra ferramenta importantíssima para se estudar o campo elétrico é a visualização das linhas de campo. Essas linhas de campo são usadas para visualizar a direção e a intensidade dos campos elétricos. O vetor campo elétrico em qualquer ponto é tangente à linha de campo elétrico que passa por este ponto. A densidade de linhas de campo elétrico em uma região do espaço é proporcional ao módulo do campo elétrico nesta região. As linhas de campo começam em cargas positivas e terminam em cargas negativas. As linhas equipotenciais (que constituem a superfície equipotencial) têm a particularidade de ser perpendiculares as linhas de campo. Os pontos que pertencem a uma superfície equipotencial possuem todos, o mesmo potencial elétrico. 
3- MATERIAL UTILIZADO
Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável; 
 Uma cuba projetável com escala milimetrada; 
 Dois eletrodos reto-planos; 
Uma chave liga-desliga; 
 Um multímetro; 
Cinco conexões com pinos banana e jacaré; 
 Um bacia com água;
Uma ponteira de medição.
4- RESULTADOS
O experimento foi iniciado utilizando os eletrodos retos dispostos paralelamente na cuba acrílica com a escala projetável em baixo da cuba. Plugamos as conexões elétricas através de garras de jacarés nos parafusos de contato elétrico. As conexões elétricas foram conectadas ao multímetro junto com a chave elétrica que por sua vez ligaram-se a fonte de alimentação. O próximo passo foi despejar a mistura de água na cuba acrílica em um nível suficiente para definir os contornos dos eletrodos retos. Fonte de alimentação e a chave elétrica ligada a cuba acrílica com todos os outros equipamentos do experimento. Com todos os aparelhos ligados devidamente, regulamos a fonte de alimentação para 2V. Assim sendo, colocamos a ponteira entre os eletrodos retos e paralelos, movimentando-a lentamente até um ponto onde o multímetro marcasse 2V. Neste ponto anotou-se seu ponto . Repetimos esta operação em quatro pontos distintos cujos mesmos também marcassem 2V no multímetro, ou seja, de forma tangencial ao ponto na qual já se tinha 2V.(Lembrando sempre que todos os pontos tiveram registrado suas coordenadas na escala projetável).
5- DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Quando introduzido a ponteira de medição no campo elétrico produzido por placas paralelas, verificamos que há uma indução de cargas na superfície, e que no seu interior surgirá um campo de módulo igual ao campo produzido pelas placas. Embora no experimento o potencial dentro da ponteira não fosse constante, ele ficou muito próximo disso, variando de menos de um volt a uma distância pouco mais de três centímetros. Observamos também, que as superfícies equipotenciais após a introdução da ponteira passaram de linhas retas para curvas, isto também foi previsto, já que o campo deve ficar perpendicular à superfície condutora. Ou seja, as superfícies equipotenciais devem ser paralelas a ponteira medidora. Assim a variação de volts foi muito grande a uma distância mínima de cinco centímetros. Ao introduzir a ponteira condutora notamos que dentro dele a uma constante. Este valor varia muito menos do que a ponteira condutora em si, tal ocorrido se dá pelo fato do campo elétrico existente no interior ser paralelo ao campo produzido pelos eletrodos, tendo um valor muito mais homogêneo ao longo da região interna da ponteira. Exatamente como a ponteira condutora as linhas retas passaram para curvas tendo uma grande variação em volts a uma distância bem curta.
6- CONCLUSÃO
Concluímos, portanto, que os resultados obtidos na forma experimental seguem quase que igualmente ao s resultados vistos na teoria. Podemos afirmar isto tendo em vista que os contornos equipotenciais são completamente plausíveis e corretos aos estudados e as direções e magnitudes do campo elétrico tem completa analogia aos vistos na teoria, ou seja, sua magnitude se torna maior próxima aos eletrodos (primeiros e últimos pontos) e menor em pontos afastados (ponto central).Logo, podemos dizer que o experimento foi bem sucedido e é uma ótima forma para a obtenção de contornos equipotenciais.
Referências
HALLIDAY, D., RESNICK, R. Fundamentos de Física 3. Rio de Janeiro: LTC, 1991, 300p
http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u12.jhtm
http://www.efeitojoule.com/2009/01/campo-eletrico-e-conceito-campo.html.
http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/campo/.