Campo elétrico

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1. INTRUDUÇÃO 
Quando colocamos no espaço uma distribuição de cargas, originamos nesse 
espaço uma propriedade chamada campo elétrico, de maneira que se uma carga for 
colocada nesse campo elétrico, ficará sujeita à ação de uma força elétrica. A cada 
ponto do campo elétrico associamos um vetor campo elétrico que apresenta as 
seguintes características: 
Direção​ - a mesma da força aplicada sobre a carga de prova. 
Sentido - o mesmo da força se a carga for positiva, contrário ao da força se a 
carga for negativa. 
Supõe-se que se fixe, num determinado ponto, uma partícula com carga 
positiva q1, e, a seguir, coloquemos em suas proximidades uma segunda partícula 
também positivamente carregada, q2. De acorda com a lei de Coulomb, sabemos 
que q1 exerce uma força eletrostática repulsiva sobre q2, e, tendo-se informações 
suficientes, pode-se determinar o módulo, a direção e o sentido dessa força. Tal 
força caracteriza-se como o campo elétrico, que é a forma de que a partícula q1 
sente a presença de q2. 
Em qualquer ponto P desse espaço, o campo tem módulo, direção e sentido. 
O módulo depende da intensidade de q1 e da distância entre P e q1. A direção e o 
sentido dependem da direção da reta que passa por q1 e P e do sinal elétrico de q1. 
Assim, quando colocarmos q2 no ponto P, q1 interage com q2 através do campo 
elétrico existente em P. 
O campo elétrico é definido, em qualquer ponto, em termos da força 
eletrostática que seria exercida sobre uma carga de teste positiva Q colocada 
naquele ponto. Michael Faraday, quem introduziu a ideia de campos elétricos no 
século XIX, visualizou o espaço ao redor de um corpo carregado como repleto de 
linhas de força, ou linhas de campo elétrico (às quais o vetor campo elétrico é 
tangente), que se estendem para fora de uma carga positiva (onde se iniciam) e 
1 
entram em uma carga negativa (onde terminam), como mostra a figura 1.[1] 
 
Figura 1: Linhas de força do campo elétrico 
 
O campo elétrico, em um ponto do espaço, é definido como a força por unidade 
de carga positiva naquele ponto. A equação 1 é a definição: 
 
Equação 1. 
 
A unidade adotada pelo SI para o campo elétrico é o N/C (Newton por 
coulomb). 
Podemos também descrever as propriedades de um campo elétrico através do 
conceito de potencial. O potencial V (x,y,z) em um ponto do espaço se relaciona 
com o campo elétrico (x,y,z) através da equação 2: 
− V= Δ 
Equação 2. 
 
Isto quer dizer que o campo elétrico aponta na direção de máxima variação do 
potencial e no sentido em que V diminui. 
Em um campo elétrico, uma superfície selecionada de tal forma que todos os 
pontos sobre ela tenham o mesmo potencial, é conhecida como uma superfície 
equipotencial. O trabalho realizado para deslocar uma carga de prova sobre uma 
superfície equipotencial é nulo, sendo assim o vetor campo elétrico, em cada ponto 
de uma superfície equipotencial, perpendicular à ela. Com isto as equipotenciais são 
2 
sempre perpendiculares às linhas de força, como mostra a figura 2. [2]
 
Figura 2: Campo elétrico com as linhas de força e com as superfícies equipotenciais 
 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
2.1. MATERIAIS 
Cuba de vidro, papel milimetrado, fios, fonte de tensão, voltímetro, placas 
metálicas, anel metálico, jacaré, fonte de corrente alternada, água da torneira 
(solução eletrolítica), ponteira, fita adesiva, suporte metálico. 
 
2.2. MÉTODOS 
Experimento (a): Polos 
Em uma cuba de vidro, com um papel milimetrado com as medidas 
15cmX15cm no fundo, foi colocado dois suportes metálicos no comprimento da 
cuba, e fixado com fita adesiva para que não se movimente durante o experimento. 
Em seguida, foi adicionado água de torneira até que o suporte estivesse em 
contato com a água. Colocou nas extremidades dos dois suportes metálicos, dois 
jacarés, e neles foram colocados dois fios (um para cada jacaré), sendo sua outra 
extremidade conectada a fonte de tensão alternada ligada a 10V e 60Hz. Com a 
ponteira do voltímetro colocou-se sobre o papel milimetrado imerso em água, de 
modo a determinar 9 pontos de mesmo potencial. Esses pontos foram determinados 
aleatoriamente na vertical e transferidos para o papel milimetrado. A figura 3 mostra 
 
 
3 
como foi montado o sistema para esse experimento. 
. 
Figura 3: Determinação de superfícies equipotenciais com dois polos de sinais 
diferentes. 
 
Experimento (b): Placas metálicas 
Na mesma cuba do experimento (a), tirando os suportes metálicos, colocou-se 
a placa metálica e as conectou na fonte, sendo ligada a 10V e 60Hz. Na outra ponta 
da placa metálica conectou-se o voltímetro. 
Com a ponteira do voltímetro, colocou-se sobre o papel milimetrado imerso em 
água, de modo a determinar 9 pontos, que foram transferidos para um papel 
milimetrado. A figura 4 mostra como foi montado o sistema para esse experimento. 
 
Figura 4: Determinação de superfícies equipotenciais entre duas placas paralelas 
 
 
 
 
4 
Experimento (c): Anel metálico 
Utilizou-se novamente o mesmo sistema do experimento (b), introduzindo entre 
as placas um anel metálico exatamente no centro do papel milimetrado. Com a 
ponteira, determinou-se 5 pontos no interior do anel, que também foram transferidos 
para um papel milimetrado. A figura 5 mostra como o sistema desse experimento foi 
montado. 
 
Figura 5: Determinação de superfícies equipotenciais dentro de um anel metálico 
 
 
3. RESULTADOS 
Os pontos obtidos em cada experimento estão anexados no final do relatório. 
 
 
4. DISCUSSÕES 
Nos experimentos (a) e (b) os pontos simétricos tiveram praticamente o mesmo 
valor potencial (V), característica de uma superfície equipotencial. 
No experimento (c) os pontos no interior do anel também apresentaram quase 
o mesmo valor potencial. 
 As pequenas variações foi decorrente do voltímetro que varia constantemente. 
 
 
 
 
5 
5. CONCLUSÃO 
O experimento mostrou satisfatório uma vez que apresentou com clareza o 
comportamento das superfícies equipotenciais em diferentes situações, como no 
procedimento de polos e das placas paralelas, que se esperava os mesmos 
potenciais para os pontos simétricos e que foi realmente obtidos através do 
experimento, e ainda foi possível observar e identificar situações em que o campo 
elétrico é nulo, como no interior do anel, pois o potencial é sempre o mesmo, 
portanto a diferença potencial é nula e assim o campo elétrico também é nulo. 
 
 
REFERÊNCIAS 
[1] HALLIDAY,D. e RESNICK,R. – Fundamentos de Física – Eletromagnetismo. 
Vol. 3, 5ª edição. 
 
[2] UEM. Apostila de Eletricidade e Magnetismo. Física Experimental III: 
Magnetismo, 2010. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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