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Introdução Uma superfície equipotencial constitui uma região do campo elétrico em que todos os seus pontos apresentam o mesmo potencial. Sabemos que o campo elétrico surge da simples existência de uma carga elétrica numa região qualquer do espaço. Essa carga modifica algumas propriedades dos pontos do espaço ao seu redor, criando aquilo que denominamos campo elétrico. Chamamos uma superfície de equipotencial quando, numa região de campo elétrico, todos os seus pontos apresentam o mesmo potencial. Uma superfície equipotencial pode apresentar diversas formas geométricas. Ao colocarmos uma carga elétrica puntiforme em um ponto qualquer do espaço e longe de outras cargas elétricas, calculamos o potencial elétrico em um ponto próximo a ela através da seguinte relação: Onde k é a constante eletrostática, Q é o valor da carga puntiforme e d é a distância que separa as cargas. Através dessa equação podemos afirmar que todos os pontos próximos da carga elétrica geradora apresentam o mesmo potencial elétrico. Dessa maneira, também podemos dizer que as superfícies possuem formas de esferas para cargas puntiformes isoladas do restante das cargas do universo. 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. 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). Diferença de Potencial Considere dois pontos de um campo elétrico, A e B, cada um com um posto a uma distância diferente da carga geradora, ou seja, com potenciais diferentes. Se quisermos saber a diferença de potenciais entre os dois devemos considerar a distância entre cada um deles. Então teremos que sua tensão ou d.d.p (diferença de potencial) será expressa por U e calculada por: Fixando um ponto arbitrário para V1 e variando V2, todos os pontos em que V2 for igual a um valor V0, será equipotencial para V0. Objetivo O objetivo deste experimento é fazer um mapeamento das linhas equipotenciais e das de força de um campo elétrico, através da simulação do caso eletrostático. Material necessário e montagem Placas transparente com água Eletrodos; Ou material condutor maleável (no caso foi utilizado clips de papel). Fonte variável Fios Conectores 2 folhas de Papel milimetrado Multímetro Procedimento experimental Enchemos um recipiente de vidro plano e transparente com água de forma a que cubra todos os eletrodos. Bandeja de água foi colocada sobre uma folha de papel milimetrado de forma a ter uma orientação X, Y do plano cartesiano. Ligada a fonte na energia elétrica e ajustado em 18V. Pegamos o cabos e ligamos no respectivos pólos positivos e negativos. Foram colocadas os eletrodos retos nas pontas do cabos, conforme figura abaixo: Com o multímetro foi definido um ponto fixo e anotada a voltagem neste ponto. Mantendo o multímetro em um ponto fixo, fomos variando a outra ponto a fim de encontrar outros com a mesma voltagem. Após encontrar 5 pontos com mesma tensão foi repedido a prática para um elétrodo circular. Resultados Com o primeiro ponto fixo, com eletrodos retos, medimos 2,3V e fomos alterando a outra ponta do multímetro até atingir os mesmo 2,3V para mais 5 pontos. Com o eletrodo circular medimos 1,7V para o ponto fixo e encontramos outros 5 pontos com os mesmos 1,7V. Em anexo ao relatório segue resultados obtidos com o experimento. Conclusão Com esta experiência nós pudemos comprovar a existência de superfícies eqüipotenciais. Bibliografia Superfícies e Linhas Equipotenciais, disponível em http://ensinoadistancia.pro.br/EaD/Eletromagnetismo/Equipotenciais/Equipotenciais.html Superfícies Equipotenciais, disponível em http://brasilescola.uol.com.br/fisica/superficies-equipotenciais.htm HALLYDAY & RESNICK; Fundamentos de Física. vol. 3. 8 ed. editora LTC, 2009
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