Relatório 1 - Amperímetro e Voltímetro

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UERJ – Universidade do Estado do Rio de Janeiro
FAT – Faculdade de Tecnologia de Resende
Física Experimental III 
Professor: Luiz Gonzaga
Equipe: 
Beatriz Azevedo Almeida de Araújo - 201520533111
Bruna Trintin Alves da Costa – 201520532811
Igor da Costa Taveira da Silva – 201520533811 
Kazuyuki Oba Matsumoto - 201510157811
Misaela Ponte Ximenes – 201520531311 
Pedro Corrêa Duizit Colin – 201520530011 
CONFIGURAÇÃO DAS LINHAS DE FORÇA ENTRE ELETRODOS DE DIFERENTES FORMATOS 
RESENDE, 13 DE SETEMBRO DE 2017
INTRODUÇÃO
O experimento consistiu na demonstração prática da representação das linhas de campo elétrico, a eletrostática é a parte da física responsável pelo estudo das propriedades mútuas e o comportamento das cargas elétricas. Verificam-se as diferentes configurações das linhas de campo elétrico entre corpos carregados eletricamente. 
A demonstração do fenômeno é estabelecida a partir da geração de tensão fornecida pelo gerador de Van de Graff que é fornecida a eletrodos condutores com diferentes formas geométricas. 
Figura 1. Gerador de Van de Graff
Para a visualização das linhas de campo, um recipiente de vidro contendo certa quantidade de óleo com farinha em sua superfície são submetidos a um campo elétrico. As variações da intensidade do campo são observadas conforme as diferentes combinações entre os componentes condutores geometricamente distintos. Observa-se o fenômeno da condução elétrica dos componentes adicionados ao recipiente devido ao alinhamento dos grãos com o campo elétrico. 
A finalidade do experimento é tornar os alunos capazes de: 
Estudar o funcionamento e reproduzir linhas de campos de diversos eletrodos;
Interpretar a partir das linhas de força, o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes;
Interpretar as regiões onde o campo elétrico se apresenta com maior ou menor intensidade; 
Identificar e descrever uma blindagem para campo elétrico;
Identificar e descrever o poder das pontas.
TEORIA
Os materiais são classificados baseados na capacidade de os elétrons fluírem através deles. Em alguns materiais, como metais, os elétrons movem-se de forma relativamente livre, estes são conhecidos como condutores. Por outro lado, existem materiais em que os elétrons não podem ser facilmente realocados no material, estes são conhecidos como isolantes, como é o caso do vidro e do plástico. 
Carga elétrica pode ser entendida como uma característica física que é transferida de um corpo para outro quando entram em contato, com a mesma característica física sendo transferida de volta para neutralizar a atração. 
Podemos representar o campo elétrico traçando linhas que indicam a sua direção. As linhas de campo elétrico introduzidas por Faraday são também conhecidas como linhas de força. Em qualquer ponto o campo elétrico é tangente à linha. 
Figura 2. Cada ponto do campo associa-se um vetor. A linha de força é tangente ao campo elétrico em cada um de seus pontos.
Para uma carga pontual positiva o campo elétrico aponta radialmente para fora como mostram as linhas de força. No caso de uma carga pontual negativa as linhas de força convergem para o ponto em que se encontra a carga. 
Figura 3. Representação das linhas de força.
O número de linhas de campo deixando uma carga positiva ou entrando em uma carga negativa é proporcional à magnitude da carga. Linhas de campo resultante não se cruzam. 
Figura 4. A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de forças.
A densidade de linhas de campo (número de linhas por unidade de área perpendicular às linhas) em qualquer ponto é proporcional à magnitude do campo elétrico naquele ponto. 
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Materiais utilizados: 
Gerador de Van de Graff, vide figura 1;
Cabos elétricos;
Conjunto de eletrodos distintos; 
Cuba cilíndrica;
Farinha;
Talco;
Óleo.
Após conectar os cabos elétricos com o gerador de Van de Graff, colocaram-se eletrodos fazendo-se as conexões elétricas. Apoiando-se uma cuba cilíndrica sob os eletrodos, colocou-se dentro da cuba uma pequena quantidade de óleo, suficiente para formar uma camada sobre a cuba cilíndrica, e espalhou-se uma pequena quantidade de farinha sobre o óleo existente na cuba. Em seguida, ligou-se o gerador, apenas pelo tempo necessário para o alinhamento das partículas. O experimento foi repetido 11 vezes com diversos tipos de eletrodos. 
1º Experimento: 
O que acontece com a densidade das linhas de força do campo elétrico na região mais central das placas paralelas? 
Regiões do espaço onde o campo é mais intenso têm linhas de força mais próximas entre si (a densidade de linhas de força é maior), como a distância entre os eletrodos é menor, os granulados ficam mais agrupados, aumentado assim, a densidade das linhas de força.
Nas atividades desenvolvidas, as partículas isolantes (neutras) da farinha, orientam-se sob a ação do campo elétrico. Explique como elas interagiram com o campo elétrico sendo neutras e dielétricas. 
Óleo é um isolante elétrico que, sob a atuação de um campo elétrico exterior acima do limite de sua rigidez dielétrica, permite o fluxo da corrente elétrica. Quando submetidos a um campo elétrico, forma-se no interior do dielétrico outro campo elétrico, os mesmos tendem a acompanhar as linhas geradas inicialmente. A farinha, que é um elemento neutro, ou seja, não sofre influência do campo elétrico, se posiciona entre as linhas de força. Verifica-se que as linhas de força são sempre perpendiculares aos eletrodos metálicos.
Por que as linhas de força são sempre perpendiculares às superfícies metálicas? 
Observou-se que se formaram linhas de campo elétrico entre as placas, linhas tais que se mantiveram paralelas e espaçadas igualmente uma da outra, formando um campo elétrico uniforme, na farinha pode ser visto linhas, por que houve trocas de cargas devido à polaridade Norte – Sul.
Considerando que as partículas de farinha não tocam nos eletrodos, e aquelas que encostam são imediatamente repelidas, verificamos que ela é isolante e polarizada. 
2º Experimento: 
3º Experimento: 
4º Experimento:
5º Experimento:
Como são as linhas de força no interior do anel? O que isso significa?	
Pode ser visualizado o alinhamento das linhas de campo apontando para fora da carga. As sementes são corpos neutros, porém o campo elétrico produziu uma polarização das sementes ocasionando um ligeiro deslocamento das cargas no interior das moléculas da semente conforme ocorrido nos experimentos anteriores. Percebemos assim que o milho ficou nas extremidades.
6º Experimento:
7º Experimento: 
8º Experimento:
9º Experimento: 
10º Experimento: 
11º Experimento: 
CONCLUSÃO
Ao final do experimento podemos concluir que o objetivo proposto para o aprendizado foi concluído, de forma que através de uma configuração simples conseguiu-se visualizar com clareza a formação dos campos elétricos pelas linhas equipotenciais formadas pelo campo elétrico gerado e pôde-se notar o seu comportamento diante de cada mudança estabelecida através da troca de configuração e disposição dos materiais usados nos experimentos, assim sendo pode-se comprovar que as linhas de força são sempre perpendiculares às superfícies metálicas dos eletrodos desta forma nunca podendo ser paralelas aos mesmos, pois as linhas demonstram o trajeto do campo elétrico de um eletrodo ao outro como que se formando uma ponte entre eles para a circulação da corrente elétrica, constatou-se assim, a existência do campo elétrico e fez-se o seu mapeamento com o auxilio da farinha por sobre o óleo.
BIBLIOGRAFIA 
- Informações adaptadas da Prática 01: "Configuração das linhas de força entre eletrodos de diferentes formatos" - UERJ/FAT - Câmpus Resende.