Relatório de Campo Elétrico

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Universidade​ ​do​ ​Estado​ ​do​ ​Rio​ ​de​ ​Janeiro 
Nome:​ ​Fernanda​ ​Araujo 
Professor:​ ​Armando​ ​Dias 
Departamento​ ​de​ ​Eletrônica​ ​Quântica 
Laboratório​ ​de​ ​Eletricidade​ ​e​ ​Magnetismo​ ​I 
 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​Experimento​ ​II:​ ​Campo​ ​Elétrico 
 
Objetivo: ​Estudar, observar e verificar a formação das linhas de campo elétrico e a diferença entre 
campos​ ​elétricos​ ​formados​ ​na​ ​separação​ ​de​ ​mais​ ​de​ ​uma​ ​carga​ ​e​ ​sua​ ​polarização. 
 
O campo elétrico existe em qualquer corpo desde que uma força eletrostática, determinada 
pela Lei de Coulomb, atue sobre um segundo corpo trazido para as proximidades do primeiro. O 
campo elétrico é um campo vetorial. Todo campo elétrico forma as chamadas linhas de campo 
elétrico, que não possuem um significado físico real, traçada tal que a tangente a ela em qualquer 
local​ ​da​ ​linha​ ​indique​ ​a​ ​orientação​ ​do​ ​campo​ ​elétrico​ ​no​ ​ponto. 
 
Material​ ​utilizado: 
- Eletroscópio; 
- Placa​ ​isolante; 
- Bastão​ ​isolante; 
- Papel; 
- Farinha​ ​e​ ​óleo; 
- Cuba. 
 
Procedimento​ ​experimental: 
1ª​ ​parte: 
a) carrega-se o bastão, aproxima-o do eletroscópio e, em seguida, toca-se com o dedo na placa 
do​ ​eletroscópio​ ​e​ ​depois​ ​retira-se​ ​ambos; 
b) descarregando o bastão, em seguida conectando a placa metálica de outro eletroscópio ao 
bastão​ ​e​ ​a​ ​aproxima-se​ ​e​ ​afasta-se​ ​repetidamente​ ​do​ ​eletroscópio​ ​carregado; 
c) segurando​ ​uma​ ​placa​ ​isolante​ ​e​ ​aproximando-a​ ​e​ ​afastando-a​ ​do​ ​eletroscópio​ ​carregado. 
 
2ª parte: Nesta segunda parte, temos a presença de uma cuba contida de líquido e eletrizada 
através​ ​de​ ​cabos​ ​elétricos. 
d) primeiramente, colocamos uma carga pontual inserida nesta região e colocamos farelos 
de​ ​farinha​ ​em​ ​seguida; 
e) colocamos duas cargas, ou seja, formamos um dipolo elétrico e observamos o movimento 
dos​ ​farelos​ ​de​ ​farinha​ ​no​ ​líquido; 
f)​ ​colocamos​ ​uma​ ​carga​ ​no​ ​centro​ ​de​ ​um​ ​anel​ ​de​ ​carga​ ​oposta​ ​a​ ​do​ ​centro; 
g)​ ​colocamos​ ​dois​ ​anéis​ ​de​ ​cargas​ ​opostas​ ​no​ ​líquido; 
h)​ ​colocamos​ ​uma​ ​placa​ ​retilínea​ ​carregada; 
i)​ ​colocamos,​ ​ao​ ​lado​ ​da​ ​placa,​ ​uma​ ​carga​ ​com​ ​polaridade​ ​oposta​ ​a​ ​placa; 
j)​ ​colocamos​ ​duas​ ​placas,​ ​paralelas,​ ​com​ ​cargas​ ​opostas​ ​entre​ ​si. 
 
 
Questionário: 
1) Porque, de fato, não há a variação de cargas totais - positivas e negativas - do eletroscópio, 
porém, há a variação de cargas positivas ou negativas. Depois da aproximação do bastão, 
carregado positivamente, ao eletroscópio, este fica também carregado positivamente, pois 
suas cargas negativas migram para o bastão devido a diferença de potencial. Depois do 
toque do dedo e do afastamento do bastão e do dedo - onde o eletroscópio sofre alterações, 
o eletroscópio fica positivamente carregado, e a aproximação da placa isolante faz com que 
as cargas negativas da placa migrem para o eletroscópio. Logo, não há variação na 
quantidade​ ​de​ ​carga​ ​total​ ​do​ ​eletroscópio,​ ​e​ ​sim​ ​das​ ​cargas​ ​negativas​ ​e​ ​positivas. 
2) O campo elétrico é um campo vetorial, isto é, consiste em uma distribuição de vetores, cada 
um para cada ponto na região do objeto que foi carregado e pode ter seus vetores 
apontando para diferentes direções e sentidos de acordo com a carga aproximada do objeto 
original. A geometria do objeto e sua distância até a carga irá influenciar na intensidade do 
campo,​ ​pois​ ​influencia​ ​seus​ ​vetores. 
3) Não foi observado diferença entre as aproximações das placas isolante e metálica ao 
eletroscópio, pois em ambos os casos o ponteiro voltou a se aproximar da haste. Neste caso, 
este não era o resultado esperado, tendo então ocorrido problemas na realização do 
experimento. 
4) Temos a relação entre linhas de campo e campo elétrico, dada por: em qualquer ponto da 
região do campo, a direção da tangente à uma linha do campo dá a direção do campo 
elétrico em tal ponto e que as linhas são desenhadas de forma que o número de linhas por 
unidade de área do plano perpendicular às linhas seja proporcional ao módulo do campo 
elétrico, ou seja, nas regiões em que temos as linhas próximas, temos E maior, enquanto 
que quando as linhas estão afastadas, E é menor (E = campo elétrico). Ao termos o 
dielétrico, está relação aparecerá ainda de forma mais clara, pois o campo elétrico terá 
ainda​ ​mais​ ​intensidade. 
5) Os grão de farinha ficam em equilíbrio porque eles se alinham às linhas do campo, já que, ao 
aplicarmos um campo elétrico em um dielétrico, temos um deslocamento relativo nas 
posições das cargas, o que origina a polarização dos grãos. Pode-se concluir que com um 
campo elétrico maior, teremos então maior concentração de grãos de farinha sobre as linhas 
de​ ​campo. 
6) Sim, pois para haver movimentação dos grãos, precisamos de diferença de potencial. Com 
cargas pontuais ao invés de dipolos, os campos elétricos irão se repelir e então veremos o 
alinhamento dos grãos com as linhas de campo elétrico de cada carga, que irão apontar em 
direções e sentidos opostos. Os grãos, inicialmente neutros, têm suas cargas positivas e 
negativas atraídas pelas cargas negativas e positivas, respectivamente, contidas no óleo. A 
única diferença entre os casos é que neste teremos um campo elétrico menos intenso, por 
causa​ ​da​ ​falta​ ​do​ ​dipolo​ ​com​ ​carga​ ​oposta​ ​à​ ​sua. 
 
Bibliografia: 
- HALLIDAY, David & RESNICK, Robert & WALKER, Jearl (4ª Edição, 1993). 
Eletromagnetismo​ ​​​ ​​​ ​vol.​ ​​​ ​​​ ​3. 
- Apostila​​ ​​de​​ ​​Física​​ ​​Experimental:​​ ​​Laboratório​​ ​​de​​ ​​Eletricidade​​ ​​e​​ ​​Magnetismo.