Experimento V Cuba eletrostática e Potênciais Elétricos

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Nome do Experimento: Cubas eletrostática e Potenciais Elétricos 
 
1. Objetivos: Trabalhar com os conceitos de campo e potencial elétrico 
Reconhecer o conceito de superfícies equipotenciais 
 
 
2. Introdução: 
Propriedades das Superfícies Equipotenciais 
 
 
XXXXXXXxxxxxxxx 
 
 
 
 
 
 
3. Materiais Utilizados: 
a) Uma fonte de tensão; 
b) Conectores jacaré; 
c) Multímetro; 
d) Cuba de vidro transparente; 
e) Eletrodos Retilíneos; 
f) Água não-destilada; 
g) Sal; 
h) Papel milimetrado; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé 
Curso: 
 Engenharias 
Disciplina: 
Física Teórica e Experimental III 
Código: 
 
Turma: 
 
Professor(a): Thiago de Freitas Almeida Data de Realização: 2018 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Desenvolvimento: 
4.1. Realização do Experimento e Levantamento de Dados: 
4.1.1. Os eletrodos retilíneos, foram conectados, em paralelo na cuba, afastados; 
4.1.2. Foram desenhadas a lápis 5 linhas paralelas e 4 linhas perpendiculares aos eletrodos retilíneos com distâncias 
variadas, em cada linha totalizando 20 pontos, no papel milimetrado, conforme desenho em anexo; 
4.1.3. O papel milimetrado fora posicionado abaixo da cuba, tal que os eletrodos estejam posicionados nas 
extremidades do papel; 
4.1.4. Fora conectado os terminais dos eletrodos aos terminais da fonte de tensão; 
4.1.5. Após, o conteúdo composto por água não destilada e sal diluído, de aproximadamente 250ml, foi despejado 
na cuba até fechar contato entre os eletrodos; 
4.1.7. Posteriormente, a ponta de prova do multímetro indicada por “COM” em contato com o eletrodo que estiver 
ligado ao negativo da fonte foi conectada; 
4.1.8. Neste instante, a fonte de tensão na escala de 3 V foi ligada; 
4.1.9. Depois, ligou-se o multímetro e mediu-se a ddp entre os terminais, anotando-se o valor, conforme descrito no 
próximo tópico. 
 
5. Discussão 
5.1. Memória dos Cálculos Realizados 
Ponto A: 1,486 C 
Ponto B: 1,453 C 
Ponto C: 1,433 C 
Ponto D: 1,471 C 
 
Ponto E: 1,232 C 
Ponto F: 1,260 C 
Ponto G: 1,247 C 
Ponto H: 1,262 C 
 
Ponto I: 1,000 C 
Ponto J: 0,959 C 
Ponto K: 0,952 C 
Ponto L: 0,942 C 
 
Ponto M: 0,671 C 
Ponto N: 0,712 C 
Ponto O: 0,687 C 
Ponto P: 0,657 C 
 
Ponto Q: 0,392 C 
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1ª Linha
Paralela: M1:
2ª Linha
Paralela: M2:
3ª Linha
Paralela: M3:
4ª Linha
Paralela: M4:
5ª Linha
Paralela: M5:
Média de cada superfície analisada 
Ponto R: 0,393 C 
Ponto S: 0,396 C 
Ponto T: 0,377 C 
 
5.2. Tratamento dos Dados: 
5.2.1. Média de cada superfície analisada: 
1ª Linha Paralela: M1: (1,486 + 1,453 + 1,433 + 1,471) / 4 = 1,461 C 
2ª Linha Paralela: M2: (1,232 + 1,260 + 1,247 + 1,262) / 4 = 1,250 C 
3ª Linha Paralela: M3: (1,000 + 0,959 + 0,952 + 0,942) / 4 = 0,965 C 
4ª Linha Paralela: M4: (0,671 + 0,712 + 0,687 + 0,657) / 4 = 0,682 C 
5ª Linha Paralela: M5: (0,392 + 0,393 + 0,396 + 0,377) / 4 = 0,389 C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2.2. Cálculo do valor do Campo Elétrico em cada superfície analisada através da relação V = E.x, utilizando as 
médias encontradas: 
Fórmula: V = E.x, para calcular o E, isola-se a incógnita requerida. Portanto: E = V/x , onde E = Campo Elétrico, V = 
Potencial Elétrico e x = distância 
Valores para E1: V = 1,461 C e x = 160 mm 
E1: 1,461/0,16 = 9,131 N/C 
 
Valores para E2: V = 1,250 C e x = 130 mm 
E2: 1,250/0,13 = 9,615 N/C 
 
Valores para E3: V = 0,965 C e x = 100 mm 
E3: 0,965/0,10 = 9,650 N/C 
 
Valores para E4: V = 0,682 C e x = 70 mm 
E4: 0,682/0,70 = 9,743 N/C 
 
Valores para E5: V = 0,389 C e x = 40 mm 
E5: 0,389/0,40 = 9,725 N/C 
 
5.2.3. Cálculo do valor da carga que gera esse Campo Elétrico para cada superfície equipotencial, através da relação 
V=K.Q/x, utilizando as médias encontradas: 
Fórmula: V = K.Q/x, para calcular o Q, isola-se a incógnita requerida. Portanto: Q = V.x/K, onde K = Constante (9,109), 
Q = Carga Elétrica, V = Potencial Elétrico e x = distância 
Valores para Q1: K = 9,10
9, V = 1,461 C e x = 160 mm 
Q1: 1,461.0,16/9,10
9 = 2,597. 10-11 C 
 
Valores para Q2: K = 9,10
9, V = 1,250 C e x = 130 mm 
Q2: 1,250.0,13/9,10
9 = 1,805 10-11 C 
 
Valores para Q3: K = 9,10
9, V = 0,965 C e x = 100 mm 
Q3: 1,250.0,10/9,10
9 = 1,072. 10-11 C 
Valores para Q4: K = 9,10
9, V = 0,682 C e x = 70 mm 
Q4: 0,682.0,07/9,10
9 = 5,304. 10-11 C 
 
Valores para Q5: K = 9,10
9, V = 0,389 C e x = 40 mm 
Q5: 0,389.0,04/9,10
9 = 17,288. 10-11 C 
5.2.3. Respostas das Questões: 
5.2.3.1. Sim. 1ª Linha Paralela: 1,461 C, 2ª Linha Paralela: 1,250 C, 3ª Linha Paralela: 0,965 C, 4ª Linha Paralela: 0,682 
C e 5ª Linha Paralela: 0,389 C 
5.2.3.2. Para entender o ocorrido se faz necessário considerar a distância entre os eletrodos retilíneos que 
encontram-se em paralelos na cuba, e principalmente a distância da ponta de prova preta do multímetro, em 
relação a cada valor encontrado nos vinte pontos dispostos no papel milimetrado. Portanto, torna-se difícil 
encontrar valores iguais para cada ponto demarcado no papel pois, conforme exposto a carga do potencial elétrico 
encontrado na ponta de prova vermelha do multímetro está intimamente ligado à distância que este encontra-se em 
relação a ponta de prova preta do multímetro. Esta grandeza também chamada de Voltagem ou Tensão, que é uma 
das áreas importantes da eletricidade. É utilizada para explicar o movimento das cargas elétricas. 
5.2.3.3. Os maiores valores encontrados estão localizados nas linhas paralelas mais afastadas do cabo preto do 
multímetro. Leva-se em consideração que distância e a potencial elétrico são proporcionais, desta forma, quanto 
maior a distância, maior será o valor do potencial elétrico. Então a DDP sempre acompanha a intensidade, e se uma 
abaixa a outra também terá que abaixar pra manter a resistência constante. 
5.2.3.4. Assim como no potencial elétrico, os valores encontrado para Campo Elétrico seguem a mesma definição. 
5.2.3.5. Os valores encontrados na aula experimental encontram-se em consonância com a teoria aprendida em sala 
de aula, partindo da premissa que Potencial elétrico é a capacidade que um corpo energizado tem de realizar 
trabalho atraindo ou repelindo outras cargas elétricas e um Campo Elétrico é o campo de força que as cargas 
elétricas provocam (elétrons, prótons ou íons), considerando sempre que as cargas elétricas dispostas num campo 
elétrico estarão sempre sujeitas à ação de forças elétricas de atração e repulsão. 
5.2.3.6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Anexos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.Conclusão: 
Através dos estudos e dos experimentos realizados, pôde-se compreender que a partir do multímetro é possível 
obter valores equipotenciais uma configuração eletrostática. Os pontos valorados estavam dispostos em linhas 
paralelas e perpendiculares formando vinte valores. Os pontos localizados nas mesmas linhas verticais possuíam, 
praticamente, os mesmos valores, e desta forma é possível afirmar que pertencem a mesma linha de equipotencial 
faziam parte da mesma família. Ou seja, entende-se que se dois ou mais pontos possuem o mesmo potencial e, 
conclui-se que estes pertencem à mesma linha equipotencial. 
No experimento, observa-se uma geometria das linhas equipotenciais. Tal fato é devido pelos motivos já explicados 
anteriormente:horizontalidade da cuba e a homogeneidade da solução eletrolítica. 
 
8. Referências bibliográfica: 
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert. Fundamentos de Física, 3ed., Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, Editora 
S.A, 1993. V.03. 
 
Roteiro da prática: Experimento 04: Linhas equipotenciais. Departamento de Física do Estado Sólido – Instituto de 
Física, Universidade Federal da Bahia, 2008. 
 
https://def.fe.up.pt/eletricidade/potencial.html Acesso em 06/09/2018 
https://www.infoescola.com/eletricidade/diferenca-de-potencial/ Acesso em 06/09/2018 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/potencial2.php Acesso em 06/09/2018 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/campo.php Acesso em 06/09/2018