Linhas Equipotenciais - Exp6

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Jonathan Reis Oliveira
INTRODUÇÃO
	No experimento da cuba eletroestática, pode-se estudar o comportamento de campos elétricos. Tais campos que quando gerados, geram as chamadas linhas de força, que são representações vetoriais da direção a qual o campo elétrico é gerado. A cuba eletroestática é cheia com uma solução de , o qual transporta cargas positivas por íons de Cobre (Cu++) e as cargas negativas por Íos --. Portanto, como se trata de um liquido condutor, e dado que o liquido assume a forma da cuba, temos uma superfície condutora onde pode-se medir os diferentes potenciais elétricos pelo uso de um amperímetro. Assim pode-se traçar as linhas de força por meio da medição das linhas equipotenciais, que são linhas formadas em locais que tem o mesmo potencial elétrico, essas linhas equipotenciais são perpendiculares as linhas de força.
OBJETIVO
	O objetivo principal deste experimento é achar as linhas equipotenciais e transcreve-las em uma folha milimetrada, dado que no fundo da cuba temos uma folha milimetrada. Ainda neste experimento, estudar o comportamento das linhas de força quando adicionamos elementos entre os eletrodos na cuba. 
MATERIAL UTILIZADO:
 - Cuba de madeira e vidro com papel milimetrado na superfície inferior;
 - Fonte de tensão;
 - Eletrodos;
 - Placa de metal;
 - Sonda móvel;
 - Sonda fixa;
 - Líquido condutor (CuSO4);
 - Galvanômetro de zero central;
 - Placa de ligação;
 - Folha de papel milimetrado;
 - Fios.
Procedimento Experimental: 
 Em uma cuba de vidro, colocamos uma solução de Sulfato Cúprico (CuSO4) e dois eletrodos são posicionados de forma simétrica. Além disso, foi colocado um papel milimetrado no fundo da cuba, de modo que possamos nos orientar para a determinação dos pontos que fazem parte de uma determinada linha equipotencial. Os dois eletrodos são ligados aos dois polos da bateria: o positivo e o negativo. Duas hastes (sondas), sendo uma fixa e uma móvel, são ligadas ao galvanômetro de zero central. Este irá detectar as correntes presentes entre as sondas. Daí, escolhemos um ponto fixo e marcamos este com a sonda. Com a sonda móvel, “varremos” a superfície da cuba até encontrarmos um ponto em que não apresente corrente marcando no galvanômetro. Nestes pontos, não ocorrem diferença de potencial. Ligando esses pontos, encontraremos uma linha equipotencial.
- O que é medido ao se mergulhar a ponta de prova (sonda móvel) na solução? 
Ao colocarmos a sonda móvel na solução, é possível medir a corrente que existe entre a sonda fixa e a sonda móvel. Dessa forma, procurando os pontos que a corrente medida é nula significa encontrar os pontos em que a diferença de potencial entre as sondas é zero.
- As linhas equipotenciais das diferentes configurações analisadas e seus respectivos sentidos foram registrados nas folhas de dados, assim como as polaridades dos eletrodos.
- Explique porque se duas linhas equipotenciais se interceptam elas pertencem, obrigatoriamente, à mesma superfície equipotencial.
Em uma superfície equipotencial todos os pontos pertencentes a ela tem, necessariamente o mesmo potencial. No caso de duas linhas equipotenciais se cruzarem significa que não há diferença de potencial entre elas, logo, elas pertencem à mesma superfície equipotencial. 
 - Assumindo que a resistividade da solução de sulfato de cobre é muito superior à resistividade do metal dos eletrodos, explique porque os eletrodos também podem ser considerados como sendo equipotenciais.
Pode-se afirmar que os eletrodos são equipotenciais, pois a resistividade da solução de sulfato de cobre é muito superior à resistividade do metal dos eletrodos. Já que os eletrodos são condutores e devem ter cargas distribuídas na superfície e como sua resistividade é muito baixa temos que o potencial em seu interior não é muito diferente de um ponto a outro. Pela condição de equilíbrio eletrostático temos que o potencial deve ser o mesmo em todo o condutor.
 - Tente analisar o que aconteceria no resultado do experimento se o fundo da cuba não fosse horizontal.
Levando-se em consideração que a horizontalidade da cuba garante que a concentração de íons homogênea por todo o volume do liquido e resistividade constante, uma perturbação nessa condição afetaria diretamente esses parâmetros, causando erros nas medidas das linhas equipotenciais.
- Explique porque uma variação da profundidade da cuba resistiva é análoga a uma variação de dielétrico no caso eletrostático equivalente.
Uma variação na profundidade da cuba é similar a uma variação de dielétrico no caso eletrostático equivalente, visto que a resistividade do fluído é muito superior à resistividade dos eletrodos. Da mesma maneira, ao introduzir um dielétrico entre capacitores altera as linhas de campo, dessa forma podemos considerar a parte mais profunda (maior resistividade) como um dielétrico que foi introduzido entre os eletrodos.
 - Explique porque a equipotencial determinada pela sonda móvel deve passar obrigatoriamente pela sonda fixa.
A equipotencial determinada pela sonda móvel deve passar obrigatoriamente pela sonda fixa, visto que as linhas equipotenciais, nessa configuração, são únicas e só existe um caminho, no qual uma carga de prova que se desloca e o trabalho realizado sobre ela pelo campo elétrico é nulo, pois durante todo este percurso (seguindo uma linha equipotencial) o campo elétrico e, portanto, a força elétrica são perpendiculares ao movimento da carga de prova, o que implica em trabalho nulo.
 - A configuração estudada no experimento corresponde a um problema em duas dimensões. Imagine uma modificação do experimento que permita simular problemas eletrostáticos em três dimensões.
Modificando o experimento estudado, é possível obter um sistema que permite simular problemas eletrostáticos em três dimensões. Basta considerar uma terceira dimensão, além do comprimento e da largura, a profundidade. Adicionando profundidade a este sistema, como a resistividade é proporcional à profundidade da solução, quanto mais profunda a cuba maior o volume e consequentemente maior a resistividade, alterando essa forma as linhas de campo.
- Simetria das Linhas Equipotenciais e de Corrente:
Podemos observar simetria tanto nas linhas equipotenciais como nas linhas de correntes, sabendo que o Potencial de um corpo em um ponto decresce à medida que à distância do corpo aumenta. As equipotenciais são semi-círculos, devido ao formato do eletrodo (cilindro), já as linhas de correntes são perpendiculares, assim temos sempre linhas simétricas em relação ao centro do eletrodo.
- Focalização das linhas de corrente pela placa:
As linhas de corrente podem convergir ou divergir, dependendo da polaridade (polaridade + > linhas convergem – polaridade - > linhas divergem).
- Regiões de campo mais intenso:
As regiões de campos mais intenso são onde as linhas equipotenciais estão mais estreitas e onde há maior concentração de linhas de força.
- Efeito de pontas:
Ao adicionar a haste metálica, esse efeito foi imediatamente observado e registrado na folha de dados.
- Estudo dos erros experimentais:
Vários erros podem estar associados ao experimento realizado. Alguns aparelhos utilizados apresentavam