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Experimento 6 FISICA 123 UFBA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA
INSTITUTO DE FÍSICA DA UFBA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA DO ESTADO SÓLIDO
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III – FIS123 
DOCENTE: ROSANA PEREIRA SILVA
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: 
LINHAS EQUIPOTENCIAIS 
GABRIEL SOUZA 
LEONARDO CARVALHO
SALVADOR-BA
2017
GABRIEL SOUZA
LEONARDO CARVALHO
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: 
LINHAS EQUIPOTENCIAIS 
Relatório de aula prática entregue ao prof. Rosana Pereira Silva como parte das atividades avaliativas da FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III – FIS123 ministrada na Universidade Federal da Bahia.
SALVADOR-BA
2017
Objetivos:
	Mapear as linhas equipotenciais, através da simulação bidimensional, utilizando para isso a configuração de dois condutores circulares iguais ou duas placas condutoras iguais, sendo estes imersos numa solução de sulfato de cobre – líquido condutor – tendo como auxílio um circuito de detector zero.
Discussão dos Resultados:
1. O que é medido ao se mergulhar a ponta de prova (sonda móvel) na solução?
	Ao mergulharmos a sonda móvel na solução medimos diretamente a corrente existente entre a ponta de prova fixa e a móvel. E Indiretamente estávamos medindo a diferença de potencial existente entre as pontas de prova ou sondas propriamente dita. Na solução temos a presença de íons Cu2+ e SO2- (Solução Condutora) assim os elétrons se deslocam do polo de maior potencial para os de menores potencial. Ou seja, estamos na verdade encontrando os pontos onde não há ddp, onde as linhas de corrente são nulas. 	
2. Para as configurações, trace as linhas equipotenciais e algumas linhas de corrente não esquecendo os sentidos das mesmas.
	Indicado em papel milimetrado anexado.
3. Identifique a polaridade dos eletrodos para a configuração estudada.
	Indicado em papel milimetrado anexado.
4. Explique porque se duas linhas equipotenciais se interceptam elas pertencem, obrigatoriamente, à mesma superfície equipotencial.
	Linhas equipotenciais são perpendiculares as linhas de força e por elas é feita a indicação da direção de um campo elétrico para um determinado ponto. Portanto, somente uma linha pode atravessar um ponto, pois, de outra forma, teríamos em alguns pontos indicações diferentes de campo elétrico, tal qual a existência de mais um potencial no ponto. Como essas situações são contrárias as leis da física, duas linhas equipotenciais de uma mesma superfície nunca se interceptam.
5. Assumindo que a resistividade da solução de sulfato de cobre é muito superior à resistividade do metal dos eletrodos, explique porque os eletrodos também podem ser considerados como sendo equipotenciais.
	Podemos considerar os eletrodos como equipotenciais, pois os mesmos são condutores e devem ter cargas distribuídas na superfície e como a resistividade é muito baixa temos que o potencial em seu interior não é muito diferente de um ponto a outro. Assim, notamos que deve haver pouco movimento de cargas em seu interior. Pela condição de equilíbrio eletrostático temos que o potencial deve ser o mesmo em todo o condutor. São a partir dessas considerações que os eletrodos são elementos equipotenciais. 
6. Tente analisar o que aconteceria no resultado do experimento se o fundo da cuba não fosse horizontal.
	Alterar o formato da cuba significaria alterar o formato das linhas equipotenciais de cada experimento em que ela fosse usada, esse conceito pode ser analisado pela necessidade de nivelar a cuba. Assim, caso a cuba não tivesse fundo horizontal e sim outro formato teria mudado a forma das linhas equipotenciais evidenciadas no experimento, nossos gráficos seriam totalmente diferentes. Isso se deve a resistividade do fluido que varia com o formato da cuba, no caso deixaria de ser uniforme.
7. Explique porque uma variação da profundidade da cuba resistiva é análoga a uma variação de dielétrico no caso eletrostático equivalente.
	Devido à resistividade do fluído ser muito maior que os eletrodos. Assim como em capacitores a introdução de um dielétrico muda as linhas de campo, dessa forma podemos considerar a parte mais profunda (maior resistividade) como um dielétrico que foi introduzido entre os eletrodos.
8. Explique porque a equipotencial determinada pela sonda móvel deve passar obrigatoriamente pela sonda fixa.
	Pois as linhas equipotenciais, neste caso, são únicas e só existe um caminho, que pode ser percorrido nos dois sentidos, no qual uma carga de prova que se desloca e o trabalho realizado sobre ela pelo campo elétrico é nulo, pois durante todo este percurso (seguindo uma linha equipotencial) o campo elétrico e, portanto, a força elétrica são perpendiculares ao movimento da carga de prova, o que implica em trabalho nulo.
9. A configuração estudada no experimento corresponde a um problema em duas dimensões. Imagine uma modificação do experimento que permita simular problemas eletrostáticos em três dimensões.
	Analisar o sistema em 3 dimensões implicaria em mudanças significativas nos resultados do experimento. Com a análise em 3D seria possível simular problemas acrescentando uma profundidade maior para a cuba, logo mais solução eletrolítica e assim mais uma dimensão a ser estudada. A profundidade que foi negligenciada quando usamos apenas o 2D, implicaria em alterar a resistividade no fluido que é proporcional a profundidade da solução (quanto mais profunda, maior é o volume e consequentemente maior a resistividade). Essa situação é análoga a introdução de um dielétrico com resistividade gradativamente maior em um capacitor, o que implicaria em alteração no formato das linhas do campo.
Discussão Pertinente:
1. Simetria das linhas equipotenciais e de corrente
	Nesse experimento pode-se observar simetrias nas linhas de correntes e nas linhas equipotenciais. As linhas de corrente são perpendiculares, enquanto as equipotenciais são paralelas com formato de semicírculos quando usado o eletrodo de forma cilíndrica, ou retas quando usado o eletrodo de formato reto, logo temos linhas sempre simétricas em relação ao centro do eletrodo. Além disso, sabe-se que o potencial cresce ou decresce a medida que a distância do corpo ao eletrodo aumenta, o que explica melhor os formatos.
2. Configuração das equipotenciais perto dos condutores.
	Quando as linhas equipotenciais se aproximam dos eletrodos elas tendem a envolvê-los, isto é, seu formato tende a ser o mesmo do eletrodo e quanto mais perto mais esse fenômeno é evidenciado.
3. Linhas de corrente perto dos eletrodos. 
	As linhas de corrente são perpendiculares em relação as linhas equipotenciais e radiais em relação aos eletrodos.
4. Focalização das linhas de corrente pela placa.
	As linhas de corrente são convergentes ou divergente. Caso a polaridade seja positiva elas serão convergente, caso seja negativa elas serão divergentes.
5. Regiões de campo mais intenso
	O campo varia de acordo com a região do fluído. Quando você o analisa próximo do eletrodo ele é mais intenso, o que se deve a densidade do campo elétrico que é maior nessa região. Nas regiões mais distantes, o campo diminui.
6. Efeito de pontas.
	O efeito das pontas refere-se a maior intensidade do campo elétrico nessa região, o que está associado a alta concentração das linhas de força, maior que no restante do fluído.
7. Analogia com o caso eletrostático correspondente.
	A situação análoga seria a de um dielétrico eletrostático, considerando-se a profundidade da cuba, estaríamos variando a capacitância e é justamente nessa situação que se assemelha a um dielétrico.
8. Estudo dos erros experimentais.
	Os erros experimentais no experimento se devem a diversos fatores e são os principais responsáveis por não existir uma representação perfeita nos gráficos do esperado na teoria, onde as linhas equipotenciais seriam 100% simétricas. Os principais fatores são: nivelamento da cuba; a leitura no galvanômetro; sujeira na superfície da cuba ou na própria solução condutora; leituras das coordenadas dos pontos encontrados;
descuido no manuseio da sonda móvel, variando no ângulo formado com a superfície da cuba; deslocamentos da sonda fixa ou dos eletrodos; inexperiência dos operadores.
Conclusão:
	O experimento aborda os fenômenos abrangidos pelo campo e consequentemente pelas linhas equipotenciais, completando assim os conceitos fundamentais da Lei de Gauss e as variáveis e constantes desta lei, bem como as ideias e princípios do potencial elétrico. Permitindo-nos definir a direção e sentido do campo bem como as relações com a densidade de carga e as variações dos gradientes de potencial sobre um campo. Sendo assim o experimento da cuba eletrolítica nos permitiu obter a configuração de campos elétricos, traçando linhas equipotenciais a partir das diferenças de potencial. Por fim, foi possível trabalhar com grandezas físicas associadas de forma qualitativa para a verificação e notação da influência que a carga gera sobre o meio.

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