SUPERFÍCIES EQUIPOTÊNCIAIS

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SUPERFÍCIES EQUIPOTÊNCIAIS
 
1-Introdução:
 Neste relatório será apresentado um experimento envolvendo o tema de superfícies equipotenciais, que são superfícies de um campo elétrico, onde todos os pontos apresentam o mesmo potencial elétrico, ou seja, suas linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície. Conforme veremos a seguir.
2-Objetivo:
 Obter superfícies equipotenciais em uma cuba plástica composta com água e sal, Fazendo então um mapeamento dessas superfícies equipotenciais. Desenvolvendo assim, o conceito de potencial. Contudo observar e analisar a distribuição do campo elétrico, observar como se comportam as linhas equipotenciais, e por fim obter o conhecimento necessário para possíveis estudos posteriores.
 3-Teoria: 
 Uma superfície equipotencial constitui uma região do campo elétrico em que todos os seus pontos apresentam o mesmo potencial.
 Sabemos que o campo elétrico surge da simples existência de uma carga elétrica numa região qualquer do espaço. Essa carga modifica algumas propriedades dos pontos do espaço ao seu redor, criando aquilo que denominamos campo elétrico. Chamamos uma superfície de equipotencial quando, numa região de campo elétrico, todos os seus pontos apresentam o mesmo potencial. Uma superfície equipotencial pode apresentar diversas formas geométricas.
 Ao colocarmos uma carga elétrica puntiforme em um ponto qualquer do espaço e longe de outras cargas elétricas, calculamos o potencial elétrico em um ponto próximo a ela através da seguinte relação: 
 
Onde:
K é a constante eletrostática.
Q é o valor da carga puntiforme.
d é a distância que separa as cargas.
V é o valor do potencial elétrico. 
 Uma superfície equipotencial é sempre interceptada perpendicularmente (90°) pelas linhas de força de um campo elétrico. Dessa maneira, conhecendo-se as linhas de força de um campo elétrico, fica mais fácil representar as superfícies equipotenciais. Já numa região onde o campo elétrico é uniforme, para serem perpendiculares às linhas de força, as superfícies equipotenciais devem ser planas. Veja a figura abaixo:
 
 Potencial elétrico V é a capacidade que um corpo energizado tem de realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. Com relação a um campo elétrico, interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto desse campo. 
4-Material utilizado:
. fonte de tensão.
. cuba plástica.
. folha de papel de escala projetável.
. placas de metal.
. multímetro. 
. Fios com garras jacaré. 
. ponteira
5-Procedimento prático:
 Em uma cuba plástica com água e sal em seu interior apoiada em uma bancada, colocou-se um papel de escala projetável abaixo dela, posicionou-se as placas de metal paralelamente nas extremidades nas demarcações 80, e as interligou através dos fios com garras jacaré a fonte de tensão, estando uma com carga positiva e outra negativa, conforme desenho aseguir.
 
 Ligou-se a fonte de tensão em uma voltagem de 5 volts, e com o auxilio de um multímetro mediu-se a diferença de potencial (ddp) em volts a cada 20 milímetros nas coordenadas 70-30, procedimento esse repetido da demarcação 80 ate o eixo zero de cada quadrante, assim todos os dados foram anotados para cálculos e conclusões. 
 
 
 6-Dados:
1º Quadrante:
	Coordenadas
	Potencial elétrico em (volts)
	 10 - 70
	 3,62
	 10 - 30 
	 3,62
	 30 - 70
	 4,10
	 30 - 30
	 4,13
	 50 -70
	 4,64
	 50 - 30
	 4,66
	 70 - 70
	 5,10
	 70 - 30
	 5,14
 
2º Quadrante:
	Coordenadas 
	Potencial elétrico em (volts)
	 70 - 70
	 1,54
	 70 - 30
	 1,54
	 50 - 70
	 2,07
	 50 - 30
	 2,07
	 30 - 70
	 2,66
	 30 - 30
	 2,66
	 10 - 70
	 3,12
	 10 - 30
	 3,13
3º Quadrante:
	Coordenadas
	Potencial elétrico em (volts)
	 70 - 30
	 1,54
	 70 - 70
	 1,54
	 50 - 30
	 2,07
	 50 - 70
	 2,07
	 30 - 30
	 2,66
	 30 - 70
	 2,66
	 10 - 30
	 3,16
	 10 - 70
	 3,16
4º Quadrante:
	Coordenadas
	Potencial elétrico em (volts)
	 10 - 30
	 3,64
	 10 - 70
	 3,65
	 30 - 30
	 4,14
	 30 - 70
	 4,13
	 50 - 30
	 4,68
	 50 - 70
	 4,67
	 70 - 30
	 5,15
	 70 - 70
	 5,13
7-Cálculos:
 Para calcular o campo elétrico (E) entre um ponto e outro usou-se o valor de um ponto qualquer no eixo X menos o um ponto de menor potencial elétrico no eixo X na mesma linha dividido pela distancia (d) entre os pontos. assim obteve-se:
1º Quadrante
VB - VA / d, que é igual a: 2,07 – 1,54 /0,02 = 26,65 volts
VC - VB /d, que é igual a: 2,66 –2,07 / 0,02 = 29.5 volts
VD - VC /d, que é igual a: 3,12 – 2,66 / 0,02 =23 volts
2º Quadrante 
VB - VA /d, que é igual a 4,10 – 3,62 /0,02 = 24 volts
VC - VB / d, que é igual a 4,64 – 4,10 /0,02 = 27 volts
VD - VC / d, que é igual a 5,10 – 4,64 /0,02 = 23 volts
3º Quadrante
VC - VA / d, que é igual a: 2,66 – 1,54 /0,04 = 28 volts
VD - VB / d, que é igual a: 3,16 – 2,07 / 0,04 = 27,25 volts
VD - VA / d, que é igual a: 3,16 – 1,54 / 0,06 = 27 volts
4º Quadrante
VC - VA / d, que é igual a: 4,68 – 3,64 / 0,04 = 26 volts
VD - VB/ d, que é igual a: 5,13 – 4,14 / 0,04 = 24,75 volts
VD – VA / d, que é igual a: 5,15 – 3,65 / 0,06 = 25 volts
8-Conclusão:
 Através dos estudos e do experimento realizado, pôde-se compreender que o campo elétrico parte de um potencial para o outro através da água com sal que funciona como condutor, e que o campo elétrico corre no eixo X da direita para esquerda, ou seja, do potencial maior para o menor, mas claramente falando do positivo para o negativo.
 Nota-se também que as superfícies equipotenciais correm perpendicularmente as linhas de força do campo elétrico ficando-as posicionadas no eixo Y contendo sempre os mesmos potenciais elétricos em cada linha.
 Assim através de cálculos pôde-se perceber que o campo elétrico entre um ponto e outro são bem aproximados não sendo exatos por erros humano no momento da medição, como por exemplo: o posicionamento da ponteira, os movimentos de medição na água deslocando as placas e mudando o ângulo de teta. Porém mesmo com estas adversidades observa-se um campo elétrico constante.