As Superfícies Equipotenciais e a Análise do Campo Elétrico

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As Superfícies Equipotenciais e a Análise do Campo Elétrico
(Equipotential Surfaces and Electrical Field Analysis)
Diovani de Paula Delunardo
Douglas Santos da Silva
Leonardo Vinicius de Brito Reis
Luana Nascimento Siqueira
Rogério Costa Tessarolo
Prª Juliana Nunes Oliveira Pinto
Resumo: O objetivo do experimento a ser descrito nesse relatório é realizar o mapeamento das linhas equipotenciais num meio líquido condutor desenvolvendo assim, o conceito de potencial. Contudo observar e analisar a distribuição do campo elétrico, observar como se comportam as linhas equipotenciais em diversas circunstâncias, e por fim obter o conhecimento necessário para possíveis estudos posteriores.
Palavras-Chave: Equipotenciais. Campo elétrico. Potencial
Abstract: The objective of the experiment to be described in this report is to map the equipotential lines in a conducting liquid medium, thus developing the concept of potential. However, to observe and analyze the distribution of the electric field, to observe how the equipotential lines behave in different circumstances, and finally to obtain the necessary knowledge for possible later studies.
Keywords: Equipotentials. Electric field. Potential
Introdução: 
Podemos encontrar superfícies equipotenciais no campo elétrico, onde as linhas de força são paralelas e equidistantes. Nesse caso, as superfícies equipotenciais localizam-se perpendicularmente às linhas de força (mesma distância do referencial). A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das 
partículas fundamentais de que é feita a matéria. Todo objeto contém cargas elétricas, sendo elas entendidas como positivas e/ou negativas. Quando existe igualdade de cargas, o objeto é dito eletricamente neutro, já quando não existe esta igualdade ele é dito eletricamente carregado. Para se medir a força de atração entre essas cargas, utiliza-se da Lei de Coulomb, que nos possibilita 
descrever a força de atração ou repulsão entre as cargas. A lei também é válida até mesmo no interior dos átomos, onde descreve corretamente a força de atração entre o núcleo positivo e os elétrons negativos. 
Outra ferramenta importantíssima para se estudar o campo elétrico é a visualização das linhas de campo. Essas linhas de campo são usadas para visualizar a direção e a intensidade dos campos elétricos. O vetor campo elétrico em qualquer ponto é tangente à linha de campo elétrico que passa 
Por este ponto. A densidade de linhas de campo elétrico em uma região do espaço é proporcional ao módulo do campo elétrico nesta região. As linhas de campo começam em cargas positivas e terminam em cargas negativas. 
As linhas equipotenciais (que constituem a superfície equipotencial) têm a 
particularidade de ser perpendiculares as linhas de campo. Os pontos que pertencem a uma superfície equipotencial possuem todos, o mesmo potencial elétrico. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
CAMPO ELÉTRICO – O campo elétrico é um campo Vetorial que consiste em uma distribuição de vetores um para cada ponto da região ao redor de um de um objeto carregado. A direção desse campo é dada pela direção da força sobre a carga positiva. 
LINHAS DE FORÇAS – As cargas positivas encontram-se em movimento dentro de um campo elétrico. A partir da trajetória dessas cargas, traçam-se linhas que são denominadas linhas de força, que têm as seguintes propriedades: 
 Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas; 
 As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico;
 Duas linhas de força nunca se cruzam; 
 A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força. 
SUPERFÍCIE EQUIPOTENCIAL – As superfícies equipotenciais são aquelas onde o potencial elétrico é o mesmo e m qual quer ponto de S. Isto significa que a diferença de potencial entre dois pontos, pertencentes a esta superfície, é igual a zero e, portanto, o trabalho para deslocar uma partícula carregada, sobre S (superfície), é nulo. 
 
LINHA EQUIPOTENCIAL – Podemos defini-la como Lugar geométrico dos pontos que possuem o mesmo potencial. Uma característica das linhas equipotenciais é que entre dois pontos da mesma linha não há corrente elétrica 
Em consequência da ddp entre estes pontos ser zero. 
DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL:
Lista de materiais 
- Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável; 
- Uma cuba projetável com escala milimetrada; 
- Dois eletrodos reto-planos; 
- Uma chave liga-desliga; 
- Um multímetro; 
- Cinco conexões com pinos banana e jacaré; 
- Um Becker com 400 ml de agua com sal; 
- Uma ponteira de medição
Dados Obtidos em Pratica Laboral:
Após foi realizado o experimento de análise das superfícies equipotenciais formadas por duas placas metálicas situadas paralelamente uma das outras e com cargas opostas de módulos iguais. Foram coletados dados suficientes para quatro superfícies equipotenciais entre as placas paralelas. Era esperado que estas superfícies demonstrassem ser paralelas as placas, pois a linhas do campo elétrico entre as placas são direcionais de uma placa a outra, e as linhas das superfícies equipotenciais, por definição, são perpendiculares a estas. Segue abaixo a Tabela 03 com os valores do potencias em cada ponto para cada superfície equipotencial. 
Conclusão:
Podemos definir superfícies equipotenciais como linhas de campo onde a diferença potencial é igual. Com relação aos valores apresentados podem os notar a grande semelhança entre o experimento e o Resultado esperado, isso levando em consideração a precisão do voltímetro e da escala quadriculada utilizada além da solução na cuba de vidro que influenciam bastante no valor final. Notam os que quanto mais próximo do ponto x=0, m ais perpendiculares às linhas ficava com provando as sim a teoria.
Diovani de Paula Delunardo – diovanidelunardo@gmail.com
Douglas Santos da Silva – douglaspch2@gmail.com
Leonardo Vinicius de Brito Reis – professorleonardoreis@hotmail.com
Luana Nascimento Siqueira – luasiq@hotmail.com
Rogério Costa Tessarolo – tessarolo.costa@hotmail.com