[Fisica 3] Campo Elétrico 2

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FISÍCA TEÓRICAEXPERIMENTAL III 
CAMPO ELÉTRICO 
LINHAS DE CAMPO 
 
2017 
 
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Sumário 
1. Objetivo ........................................................................................................ 3 
2. Introdução Teórica ....................................................................................... 3 
3. Arranjo Experimental ................................................................................... 4 
4. Procedimento Experimental ......................................................................... 5 
1º Procedimento Experimental ....................................................................... 5 
2º Procedimento Experimental ....................................................................... 5 
3º Procedimento Experimental ....................................................................... 6 
4º Procedimento Experimental ....................................................................... 6 
5. Dados Experimentais ................................................................................... 7 
1º Procedimento Experimental ....................................................................... 7 
2º Procedimento Experimental ....................................................................... 7 
3º Procedimento Experimental ....................................................................... 7 
4º Procedimento Experimental ....................................................................... 8 
6. Análise de Dados ......................................................................................... 8 
7. Conclusão .................................................................................................. 13 
8. Bibliografia ................................................................................................. 14 
 
 
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1. Objetivo 
Descrever, identificar e analisar as linhas de campo elétrico formadas a partir 
de um par de eletrodos. 
2. Introdução Teórica 
A formação de um campo elétrico consiste na alteração do espaço pela 
presença de um corpo eletrizado, ou seja, é o campo de força provocado pela 
ação de cargas elétricas. 
O campo elétrico pode ser representado por vetores que indicam o valor do 
campo em vários pontos do espaço denominado linhas do campo elétrico. 
Através da análise das linhas de campo é possível verificar a direção da força 
gerada pelo corpo carregado (Figura 1). 
 
Figura 1: Campo elétrico. 
As características do campo elétrico são determinadas pela distribuição de 
energias ao longo de todo o espaço afetado. A intensidade do campo elétrico 
se define como a força que esse campo exerce sobre uma carga contida nele. 
Dessa forma, se a carga de origem for positiva, as linhas de força vão repelir a 
carga de prova, e ocorrerá o contrário se a carga de origem for negativa 
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Figura 2: Campo elétrico de barras paralelas. 
 
3. Arranjo Experimental 
I. Gerador eletrostático do tipo Van der Graaff 
II. Placa de Petri 
III. Pó de fubá 
IV. Duas conexões 
V. Óleo 
VI. Conjunto de discos metálicos (anel maior e anel menor). 
 
Figura 3: Arranjo experimental. 
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4. Procedimento Experimental 
1) Monte o Acelerador Eletrostático Van De Graaff com as conexões 
conectadas. 
 
2) Coloque uma fina camada de óleo na placa de Petri. 
 
3) Espalhe os grânulos de fubá sobre o óleo na placa. 
 
4) Coloque a placa de Petri sobre o conjunto de eletrodos. 
 
5) Acione o gerador de Van De Graaff. 
 
Foram realizados quatro experimentos com diferentes conjuntos de eletrodos e 
suas posições na placa de Petri 
1º Procedimento Experimental 
Neste procedimento uma carga pontual foi disposta no centro da placa com o 
disco circular metálico no entorno. 
 
Figura 4: Montagem do primeiro procedimento experimental. 
 
2º Procedimento Experimental 
Neste procedimento foi disposta uma carga pontual em conjunto a uma placa 
paralela. 
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Figura 5: Montagem do segundo procedimento experimental. 
3º Procedimento Experimental 
Neste procedimento as cargas foram dispostas em duas barras paralelas com 
o disco metálico no centro da placa. 
 
Figura 6: Montagem do terceiro procedimento experimental. 
4º Procedimento Experimental 
Neste procedimento dois anéis metálicos de diâmetros diferentes foram 
dispostos de forma concêntricas e com uma carga pontual no centro dos anéis 
e outra no anel mais externo. 
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Figura 7: Montagem do quarto procedimento experimental. 
5. Dados Experimentais 
A partir do acionamento do gerador foi possível observar a movimentação dos 
grânulos de fubá ao longo da placa de Petri formando assim a imagem do 
campo elétrico reportado anteriormente na Figura 1. 
1º Procedimento Experimental 
Ao acionar o gerador foi possível identificar que as linhas de campo se 
concentraram perpendicularmente à superfície do anel. 
2º Procedimento Experimental 
A partir do acionamento do gerador, foi possível observar que as linhas do 
campo elétrico se apresentaram de forma elíptica na área próxima eletrodo. 
Contudo, nas proximidades da barra as linhas de campo se configuraram 
perpendiculares e uniformes. 
3º Procedimento Experimental 
A partir do acionamento do gerador foi possível analisar que o campo elétrico 
no interior do anel metálico é nulo pelo fato deste condutor estar em equilíbrio 
eletrostático. 
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4º Procedimento Experimental 
A partir do acionamento do gerador foi possível observar que as linhas de 
campo mantiveram uma configuração perpendicular. 
6. Análise de Dados 
Os efeitos supracitados tratam-se da formação do campo elétrico entre os 
polos positivo e negativo que energizam os grânulos de fubá movendo assim 
conforme o campo elétrico estipulava (Figura 8). Ao contrário dos materiais 
condutores, os dielétricos como os grãos de fubá podem armazenar energia 
em seu interior. Isso é possível porque ao se aplicar um campo elétrico externo 
em um dielétrico não ocorre a movimentação de cargas livres, mas um 
deslocamento relativo nas posições das cargas negativas (elétrons) e positivas, 
dando origem às cargas polarizadas. 
Somente com a aplicação de um campo elétrico é que as cargas positivas e 
negativas se deslocam buscando um alinhamento na direção das linhas de 
força do campo em uma formação, devido a isso que as partículas de fubá se 
alinham quando os eletrodos são energizados. 
 
 
Figura 8: Registro fotográfico da formação do campo elétrico entre os dois eletrodos. 
 
ANTES 
DEPOIS 
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Por que o campo elétrico não pode ter componente paralela aos eletrodos 
junto às suas superfícies? 
R: Porque as linhas de campo são perpendiculares à superfície do 
condutor e o vetor (ao longo da superfície equipotencial), por sua vez, é 
perpendicular às linhas de campo. Ou seja, as superfícies equipotenciais 
são sempre paralelas às placas. 
Represente na figura abaixo as linhas de força entre um eletrodo pontual 
contendo um eletrodo em anel circundante (com cargas de sinal 
contrários). A partir da densidade das linhas de força, comente sobre o 
comportamento do campo elétrico nas regiões assinaladas por A,B e C. 
 
R: Foi observado que as linhas de campo se concentraram 
perpendicularmente na superfície do anel. Houve configuração campo 
elétrico na área interna do anel (A) e ausência de campo na região externa 
(B e C). 
Represente na figura abaixo as linhas de força entre um eletrodo reto e 
um eletrodo pontual (com cargas de sinal contrários). A partir da 
densidade das linhas de força, comente sobre o comportamento do 
campo elétrico nas regiões assinaladas por A,Be C. 
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R: As linhas de campo elétrico se configuraram de forma elíptica próxima 
ao eletrodo pontual circular (A e B). Porém nas proximidades do eletrodo 
localizado na barra as linhas de campo se presentam perpendiculares e 
uniformes com evidências do efeito de borda nas regiões mais extremas 
da barra (C e D). 
Represente na figura abaixo as linhas de força entre dois eletrodos retos 
contendo um anel metálico entre eles. A partir da densidade das linhas de 
força, comente sobre o comportamento do campo elétrico nas regiões 
assinaladas por A, B e C. Como são as linhas de força no interior do anel? 
O que isso significa? 
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R: O campo elétrico no interior do anel metálico é nulo pelo fato deste 
condutor estar em equilíbrio eletrostático (A). Devido a superfície as 
cargas são distribuídas na região externa, uma vez que as cargas se 
repelem, tenderão a se afastar o máximo possível umas das outras, 
concentrando-se na periferia (C). Portanto, a corrente passa pelo o 
eletrodo em barra (B) para o círculo. 
 
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Represente na figura abaixo as linhas de força entre um eletrodo pontual 
e um eletrodo em anel (com cargas de sinal contrários) contendo 
coaxialmente um anel metálico entre eles. A partir da densidade das 
linhas de força, comente sobre o comportamento do campo elétrico nas 
regiões assinaladas por A, B e C. Como são as linhas de força no interior 
do anel? O que isso significa? 
 
 
R: A configuração das linhas de campo apontou para o interior dos anéis 
(A). O campo elétrico produziu na região B o deslocamento das cargas no 
interior das moléculas conforme ocorrido nos experimentos anteriores. 
 
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7. Conclusão 
O experimento cumpriu objetivo proposto. Através do acionamento do gerador 
conectados aos eletrodos foi possível visualizar a formação dos campos 
elétricos pelas linhas equipotenciais e notar o seu comportamento diante de 
cada mudança estabelecida através da troca de configuração e disposição dos 
materiais utilizados. 
 
 
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8. Bibliografia 
Gerador de Van de Graaff. Disponível em: 
<http://macao.communications.museum/por/exhibition/secondfloor/MoreInfo/2_
3_7_VanGraafGenerator.html>. Acesso em: 22 ago. 2017. 
Gerador de Van de Graaff - Experimentos de Física - InfoEscola. Disponível 
em: <http://www.infoescola.com/fisica/gerador-de-van-de-graaff/>. Acesso em: 
22 ago. 2017. 
VISUALIZANDO CAMPOS ELÉTRICOS/LINHAS DE FORÇA - FEIRA DE 
CIÊNCIAS ... O Imperdível ! Disponível em: 
<http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_23.asp>. Acesso em: 22 ago. 
2017.