LEI DE FARADAY

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
FACULDADE DE ENGENHARIA
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Física Experimental III
Lei de Faraday
 Aluno: Rômulo Pereira da Costa
 Mat.: 201201635217
 Professor: Nelson Souza
1. INTRODUÇÃO
 Uma superfície equipotencial constitui uma região do campo elétrico em que todos os seus pontos apresentam o mesmo potencial.
2. OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA
 Verificar a formação da superfície e obter sua análise gráfica.
3. EMBASAMENTO TEÓRICO 
 O campo elétrico é um campo vetorial que consiste em uma distribuição de vetores, um para cada ponto na região ao redor de um objeto carregado, tal como uma barra carregada.
Michael Faraday introduziu o conceito de campo elétrico no século XVII, imaginava o espaço ao redor de um corpo carregado sendo preenchido por linhas de força. Embora não tenha significado físico real, tais linhas fornecem um modo conveniente de se visualizar a configuração dos campos elétricos.
No eletromagnetismo clássico, o potencial elétrico em certo ponto no espaço, é o quociente entre energia potencial elétrica e a carga associada a um campo elétrico estático. É uma grandeza escalar, geralmente medida em volts. Também é relacionada com a capacidade de um corpo eletrizado realizar trabalho em relação a certo campo elétrico.
Considerando o campo no espaço, conclui-se que superfícies de mesmo potencial ou superfícies equipotenciais são planos perpendiculares à direção do campo, no caso de campo elétrico uniforme.
Denominamos superfície equipotencial a superfície cujos pontos estão ao mesmo potencial. O teorema que relaciona linhas de força com superfícies equipotencial podem ser denominados da seguinte forma; O vetor campo elétrico E é perpendicular a superfície equipotencial em cada ponto dela e, conseqüentemente, as linhas de força são perpendiculares as superfícies equipotenciais. (HALLIDAY, 1996).
O potencial elétrico pode ser representado por linhas equipotenciais e no caso de três dimensões por superfícies equipotenciais. 
Fig. 1- Linhas equipotenciais e campos elétricos
            As superfícies equipotenciais (S) são aquelas onde o potencial elétrico é o mesmo em qualquer ponto de S. Isto significa que a diferença de potencial entre dois pontos, pertencentes a esta superfície, é igual a zero e portanto, o trabalho para deslocar uma partícula carregada, sobre S, é nulo. 
        Uma conseqüência da definição de superfície equipotencial é que o campo E deve ser perpendicular S em qualquer ponto. Isto significa que a componente do campo E, tangencial à superfície S, é nula.Veja a seguir algumas equipotenciais para diferentes distribuições de cargas. 
        O potencial, devido a uma carga puntiforme, depende da distância radial à carga. Assim, todos os pontos, em uma superfície esférica de raio R, têm o mesmo valor para o potencial. Isto significa que, espacialmente, as superfícies equipotenciais são esferas concêntricas. Em um plano, estas equipotenciais são círculos concêntricos como desenhado na Fig.2(a). As linhas contínuas, nas figuras Fig.2(c-b), representam as equipotenciais para um dipolo elétrico e duas cargas positivas, respectivamente. Nos três casos, Fig.2(a-c), o campo E é representado pelas linhas pontilhadas. 
Fig. 2(a-c) - Equipotenciais para distribuição de cargas discreta
        A figura 3 mostra duas superfícies equipotenciais (S) geradas por um fio infinito carregado positivamente. A medida que afastamo-nos do fio, o potencial decresce. Anteriormente, mostramos que o campo elétrico gerado por um fio, é perpendicular a superfície lateral do fio, em qualquer ponto. Assim as equipotenciais são superfícies cilíndricas. 
        Usando ainda a Fig.3 podemos calcular a diferença de potencial em diferentes situações. Por exemplo, a diferença de potencial entre os pontos 1 e 2 é igual a zero pois os pontos 1 e 2 estão sobre uma superfície cujo potencial não varia. A diferença de potencial entre os pontos 3 e 4, também será nula pelo mesmo motivo anterior. Já no caso 5 e 6 , V é igual 40 volts, isto é V65 = V6 - V5 = 100V - 60V = 40V. 
Fig.3 - Equipotenciais para distribuição de cargas linear
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 Foi ligada uma fonte de tensão elétrica calibrada para 6Vcc com duas ponteiras alimentadoras com polaridades diferentes (positivo e negativo) fixadas exatamente no centro (ponto zero) da bacia e derramado 250ml de áqua nesta bacia na qual era efetuadas medições de tensões em diferentes pontos do gráfico posto abaixo da bacia.
 Primeiramente era fixada a ponteira negativa do aparelho de medição e a ponteira positiva era movimentada em posições diferente para de observar diferentes valores de tensão. Depois era fixada a ponteira positiva e movimentada a ponteira negativa da mesma forma para se obter outros valores de medição e depois compara-las
 O gráfico abaixo mostra as medições encontradas em diferentes lugares do gráfico. Primeiro com a ponteira negativa fixa.
Gráfico com ponteira negativa fixa
TABELA COM VALORES DE TENSÃO ENCONTRADO NOS RESPECTIVOS PONTOS
	Valor de tensões encontrada nos pontos:
	Ponto 1
	
1,90 V
	Ponto 2
	1,70 V
	Ponto 3
	1,54 V
	Ponto 4
	1,54 V
	Ponto 5
	
1,69 V
	Ponto 6
	1,86 V
Gráfico com ponteira positiva fixa
TABELA COM VALORES DE TENSÃO ENCONTRADO NOS RESPECTIVOS PONTOS
	Valor de tensões encontrada nos pontos:
	Ponto 1
	
1,90 V
	Ponto 2
	1,78 V
	Ponto 3
	1,60 V
	Ponto 4
	1,65 V
	Ponto 5
	
1,73 V
	Ponto 6
	1,83 V
5. CONCLUSÃO
Superfície equipotencial de um campo elétrico a qualquer superfície em cujos pontos o potencial elétrico é constante.
Estas superfícies têm duas propriedades importantes: 
1a - A força elétrica durante o deslocamento de uma carga elétrica puntiforme sobre uma superfície equipotencial é nula.
2a - As superfícies equipotenciais são perpendiculares às linhas de força ou linhas de campo elétrico e, conseqüentemente, perpendiculares ao vetor campo elétrico .
 No caso particular do campo de uma carga puntiforme, a simetria sugere que são superfícies esféricas concêntricas com a carga e as linhas de força (de campo) são radiais com o centro da carga.
6. BIBLIOGRAFIA
http://www.mundoeducacao.com/fisica/superficie-equipotencial.htm Acesso em: 24/11/14
http://www.brasilescola.com/fisica/superficies-equipotenciais.htm Acessoem: 24/11/2014