Relatório Física III Superfície Equipotencial 1

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Universidade Estácio de Sá
Superfícies Equipotenciais 
Alunos: Matricula:
Professor: Hugo Roque
Rio de Janeiro
23/08/2017
Objetivo 
Localizar experimentalmente os potenciais definidos.
Introdução/Fundamentação teórica
As superfícies equipotenciais encontram-se perpendicularmente as linhas de campo que essa carga puntiforme causa ao meio, na qual essas superfícies estão em três dimensões e o seu potencial elétrico V permanece constante em todos os seus pontos.
Se um condutor elétrico apresenta equilíbrio em sua superfície, esta superfície é equipotencial.
Sua representação matemática se baseia na expressão do trabalho:
τ = q (Vb - Va)
Onde: 
τ = trabalho da força elétrica
q = carga elétrica
(Vb - Va) = diferença de potencial elétrico
Quando A e B estão na mesma superfície equipotencial, então Va = Vb, apresentando, portanto, uma variação de potencial elétrica nula, igual à zero. 
Quando uma carga puntiforme cria um campo elétrico, as superfícies equipotenciais desse campo são esféricas com centro na carga.
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 e d é a distância que separa as cargas. Através dessa equação podemos afirmar que todos os pontos próximos da carga elétrica geradora apresentam o mesmo potencial elétrico. Dessa maneira, também podemos dizer que as superfícies possuem formas de esferas para cargas puntiformes isoladas do restante das cargas do universo.
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:
De acordo com a figura acima podemos verificar que o potencial elétrico decresce com o sentido das linhas de força, então VA > VB.
Material utilizado
- Fonte geradora de tensão;
- 250ml de água + uma colher de sal;
- Papel milímetrado; 
- Cuba;
- Multímetro;
- Duas barras condutoras;
Metodologia
- Adicionar 250ml de água misturada a uma colher de sal, na cuba;
- Colocar sob a cuba o papel milímetrado, para realizar as marcações;
- Colocar no interior da cuba as duas barras condutoras, de forma a estarem paralelas entre si;
- Ligar a fonte de tensão em 5V, fixando a ponteira positiva em uma das barras condutoras e a negativa na outra barra condutora;
- Utilizar o multímetro na escala de tensão contínua, onde a ponteira negativa deve ser fixada na barra ligada a fonte (negatica), e a outra ponteira (positiva) será utilizada para encontrar as tensões determinadas.
- Anotar as coordenadas do plano cartesiano (eixo X e eixo Y), encontradas nos pontos onde obteve-se as tensões desejadas.
Dados/Resultados
Fonte: 5V
Multímetro (DC): 20V 
	Ponto
	Volts (DC)
	Eixo X
	Eixo Y
	I
	0,5
	-100
	5
	II
	1,0
	-95
	5
	III
	1,5
	-75
	5
	IV
	2,0
	-45
	5
	V
	2,5
	-20
	5
	VI
	3,0
	+5
	5
Fotos do experimento:
Conclusão
Através dos estudos e dos experimentos realizados, pôde-se compreender que é possível traçar a família de equipotenciais (pontos de mesmo potencial elétrico) de uma configuração eletrostática. Entende-se que se dois ou mais pontos possuem o mesmo potencial, estes pertencem à mesma linha equipotencial.
Sendo possível observar que somente ocorre variação em relação ao eixo X, pois o eixo Y pertence a superfície equipotencial.
Referências
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert. Fundamentos de Física, 3ed., Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, Editora S.A, 1993. V.03, p.115-125.
Young e Freedman. Física III: Eletromagnetismo. 12° Ed. – São Paulo: Person Addison Wesley, 2009.