Relatório V Linhas de campo eletrico

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Campus: Santa Cruz
Disciplina: Física teórica experimental III
Professor: Nelson Correia de Souza
Turma: 3056.
Aluno: Igor de Jesus Mange Eutimio.
Matricula:201702490793.
Linhas de Campo Elétrico.
Santa Cruz, Rio de Janeiro
outubro/2018.
Física 3 – Linhas de campo elétrico.
Objetivo
Verificar o comportamento das linhas de um campo elétrico.
Introdução
 Campo elétrico é uma grandeza física vetorial que mede o módulo da força elétrica exercida sobre cada unidade de carga elétrica colocada em uma região do espaço sobre a influência de uma carga geradora de campo elétrico.
Em outras palavras, o campo elétrico mede a influência que uma certa carga produz em seus arredores. Quanto mais próximas estiverem duas cargas, maior será a força elétrica entre elas por causa do módulo do campo elétrico naquela região.
Como calculamos o campo elétrico?
Para calcularmos o campo elétrico produzido por cargas pontuais (cujas dimensões são desprezíveis), dispostas no vácuo, podemos utilizar a seguinte equação:
Para que a unidade do campo elétrico (E) esteja definida no Sistema Internacional de Unidades, é necessário que as outras grandezas da equação também estejam. As legendas abaixo mostram quais são os termos da equação do campo elétrico e as suas unidades no SI:
Legenda:
E – módulo do campo elétrico [N/C ou V/m]
Q – carga geradora do campo elétrico [Coulomb]
k0 – constante eletrostática do vácuo [8,99.109 N.m²/C²]
d – distância do ponto até a carga geradora [metro]
Campo elétrico e força elétrica
Toda carga elétrica apresenta seu próprio campo elétrico. No entanto, para que surja a força elétrica, é necessário que o campo elétrico de pelo menos duas cargas interaja. A resultante vetorial dos campos elétricos de cada uma das cargas dita, nesse caso, para qual direção e sentido surgirá a força sobre as cargas. Em posições nas quais o campo elétrico resultante é nulo, por exemplo, não é possível que haja força elétrica.
A relação que pode ser estabelecida entre o campo elétrico e a força elétrica é dada pela seguinte equação:
Legenda
E – campo elétrico [N/C ou V/m]
F – força elétrica [N - Newton]
q – carga elétrica de prova [C – Coulomb]
Direção e sentido do vetor campo elétrico
O campo elétrico das cargas positivas sempre deve apontar para “fora” das cargas, na direção do seu raio, enquanto o campo elétrico das cargas negativas deve apontar para “dentro” delas.
Para facilitar a visualização do campo elétrico, desenhamos linhas cujas direções tangentes sempre indicam a direção e o sentido do campo elétrico. Essas linhas são chamadas de linhas de força.
Atração e repulsão entre cargas elétricas.
A atração e a repulsão elétrica dependem do sinal das cargas elétricas envolvidas. As cargas de mesmo sinal sofrem repulsão elétrica ao passo que as cargas de sinais diferentes sofrem atração. Observe as figuras que mostram as linhas de força entre cargas elétricas:
Entre cargas de sinal diferente, a resultante do campo elétrico aponta sempre em direção à outra carga. Com isso, surge a força de atração elétrica.
Entre cargas de sinal igual, a resultante do campo elétrico aponta na direção oposta à posição das cargas, promovendo uma força elétrica de repulsão entre elas.
Material utilizado e montagem experimental
2.1 Materiais utilizados:
Gerador de van de graaff.
Conjunto de eletrodos em vários formatos.
Cabos elétricos.
Óleo de rícino.
Milharina
Cuba de vidro
2.2 Montagem experimental. 
Figura 1: Conjunto de eletrodos.
Figura 2: Cuba de vidro com óleo de rícino.
Figura 3:Gerador eletroestático (van de graaff.)
Procedimento
Passo a passo:
Foi conectado dois eletrodos pontuais ao gerador eletroestático (van de graaff) através de cabos elétricos com polaridades opostas onde foi colocado a cuba de vidro contendo o óleo de rícino e a minharina e em seguida foi ligado o gerador e então pode ser visto a formação das linhas de campo elétrico através da milharina conforme a figura abaixo:
Figura 4: Linhas de campo com eletrodos pontuais.
E em seguida foi colocado dos eletrodos retos ligados aos eletrodos pontuais de cargas opostas conectado ao gerador e então foi ligado o gerador e pode ser visto a formação das linhas de campo através da milharina conforme na figura abaixo:
Figura 5: Linhas de campo com eletrodos retos.
E em seguida foi colocado apenas um eletrodo reto ligado a um dos eletrodos pontuais conectados ao gerador e pode ser visto a formação de linhas de campo elétrico conforme a figura abaixo:
Figura 6: Linhas de campo com apenas um eletrodo reto.
E em seguida foi montado dois eletrodos retos ligados um em cada um dos eletrodos pontuais conectados ao gerador e foi colocado um eletrodo circular entre os dois eletrodos retos e pode ser visto a formação das linhas de campo elétrico conforme a figura abaixo:
Figura 7: Linhas de campo.
E por último foi ligado uma ponteira metálica a um dos condutores elétricos do gerador e foi inserido dentro do recipiente e ao ligarmos o gerador podemos observar que as linhas de campo formadas apontavam para fora em relação a ponteira indicando assim que a carga contida na ponteira era positiva, pois as linhas de campo de uma carga positiva apontam pra fora e isso pode ser vista na figura abaixo.
Figura 8: Linhas de campo com ponteira metalica.
Conclusão
Podemos observar através desse experimento as configurações das linhas de força do campo elétrico, que são formadas a partir de uma carga elétrica, aonde podemos observar o sentido e a direção das linhas de força do campo elétrico, onde cargas positivas geram um campo elétrico de repulsão e as cargas negativas geram um campo elétrico de atração e no caso de duas cargas distintas o sentido do campo elétrico é sempre saindo da carga positiva em direção a carga negativa e essas linhas começam ou terminam sempre perpendicular às superfícies carregas e nunca se interceptam, e foi constatado que o campo elétrico gerador por duas placas paralelas é bastante uniforme, pode ser visualizado as linhas de força com eletrodos de vários formatos conforme já visto e podemos constatar visualmente que a distância esta inversamente proporcional ao campo elétrico ou seja quando maior for a distancia menor será a força elétrica resultante atuante, comprovando assim de forma experimental conceito teórico.
Bibliografia
Uol fisica <:https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm>
Acessado em 26 de setembro de 2018.
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