Linhas equipotenciais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – CETEC
CET102 – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III
EXPERIMENTO 02: LINHAS EQUIPOTENCIAIS
ÁDILA MICHELE SANTOS
DANIELLE GALVÃO SANTANA
INGRIDY SOUZA DOS SANTOS
RODRIGO MACEDO SACRAMENTO
13 DE FEVEREIRO DE 2014
CRUZ DAS ALMAS – BA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – CETEC
CET102 – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III
ÁDILA MICHELI SANTOS
DANIELLE GALVÃO SANTANA
INGRIDY SOUZA DOS SANTOS
RODRIGO MACEDO SACRAMENTO
EXPERIMENTO 02: LINHAS EQUIPOTENCIAIS
Relatório apresentado ao docente João Cláudio, como método de avaliação parcial da disciplina Física Geral e Experimental III, pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia.
13 DE FEVEREIRO DE 2014
CRUZ DAS ALMAS – BA
INTRODUÇÃO
	 
Atribuindo-se uma carga elétrica a um ambiente vazio, isto é, sem influência elétrica, essa carga produz uma perturbação no meio, e a partir daí define-se campo elétrico , como sendo uma influência exercida por um corpo carregado eletricamente, em uma determinada região do espaço, na qual se encontra. Na superfície de um campo elétrico, todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, por que as linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície, e isso caracteriza as superfícies equipotenciais.
 O comportamento do campo elétrico formado pelas linhas de campo em diferentes situações é possível ser visualizado por meio da medida do potencial em cada ponto de um plano cartesiano com o auxilio de instrumentos específicos, determinando a linha perpendicular à linha de campo, medindo o potencial elétrico dentro de um circulo de alumínio e observando a interação dipolo no meio.
OBJETIVOS
	Identificaremos um campo elétrico e as linhas de campo, mediremos a diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um campo elétrico, observaremos a existência de potencial elétrico nos pontos demarcados no papel milimetrado, para compreender a distribuição de um campo elétrico em determinada região do espaço, analisaremos as linhas de campo em torno de eletrodos carregados, traçaremos linhas equipotenciais num campo elétrico uniforme e num campo elétrico gerado por cargas puntiformes, compararemos a diferença de potencial em diferentes pontos de um campo elétrico, definiremos o campo elétrico e as linhas de campo e reconheceremos que as linhas de campo caracterizam o vetor de campo elétrico e dão uma ideia da intensidade do campo em cada ponto.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	 É necessário compreender a definição do que venha a ser campo elétrico e suas observações. Em vista que o experimento feito em sala de aula se fundamenta no estudo de campo elétrico, sendo ele formado por uma carga pontual, por um dipolo elétrico, por uma distribuição continua de cargas.
O campo elétrico é um Campo vetorial, constituído por uma distribuição de vetores, um para cada ponto de uma região em torno de um objeto eletricamente carregado.
Assim como representamos graficamente o campo gravitacional de linhas de forças gravitacionais, podendo também fazê-lo com o campo elétrico, ou seja, podemos representar graficamente o campo elétrico em uma região através de linhas de forças. Uma linha de forças de um campo elétrico é uma linha traçada de tal modo que a tangente a ela em qualquer ponto indique a direção do campo elétrico naquele campo.
As linhas de forças são uma maneira conveniente de se visualizar a configuração dos campos elétricos, mas não são empregados no sentido quantitativo. Por simetria as superfícies equipotenciais produzidas por uma carga pontual são linhas de forças as quais não possuem variação na diferença de potencial. Todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, ou se já, suas linhas de força são sempre perpendicular a sua superfície.
Quando uma diferença de potencial U é mantida entre pontos de uma superfície condutora, há uma corrente elétrica de um lugar de potencial mais alto para outros de potencial mais baixo. As linhas de correntes dão os caminhos seguidos pelas cargas elétricas. Estas linhas são perpendiculares às superfícies equipotenciais.
Todas as linhas de corrente têm exatamente a mesma configuração que as linhas de força em campo eletrostático. Isso é devido ao fato que sua configuração não é alterada quando corrente e reduzida, que dizer, os portadores de cargas no meio considerado continuam seguindo os mesmo caminhos, mas em número menor por segundo. Se a corrente fosse reduzida a zero pelo aumento da resistência do meio, as linhas da corrente se tornariam linhas de campo. As linhas equipotenciais permaneceriam imutáveis durante o processo, possuindo um mesmo potencial elétrico.
O potencial elétrico é a capacidade que um corpo energizado tem de realizar um trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. Cada ponto da região tem potencial elétrico que, por ser uma grandeza escalar não poderá ser representado geometricamente, como foi feito com vetor elétrico.
MATERIAS UTILIZADOS
Cuba plástica com marcação em seu fundo;
Folha de papel milimetrado;
Placas metálicas;
Anel metálico;
Multímetro analógico;
Sonda Fixa;
Fios;
Eletrodos;
Fonte de tensão;
Líquido condutor, ;
Sonda móvel;
RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Nos eletrodos planos, temos:
Entre os eletrodos planos, localizamos pontos que se encontravam a 1V (P1) e repetimos para mais cinco pontos, como mostrado na tabela a seguir:
	VOLTAGEM
	X
	Y
	1 V
	17
	-110
	1 V
	18
	112
	1 V
	17
	-40
	1 V
	18
	-60
	1 V
	17
	35
	1 V
	17
	0
 
Através das nossas observações temos que podemos encontrar outros pontos com a mesma DDP. A figura geométrica formada pelas sucessivas posições ocupadas pelo ponteiro sobre os pontos com 1 volt é uma reta vertical. Ao verificar se a profundidade com que ponteira penetra no eletrólito altera a DDP, temos que o mesmo não é influenciado. Imaginando uma situação onde os eletrodos, a cuba e a quantidade de solução com dois metros de altura, temos que o mesmo também não altera a DDP. Neste caso se tornássemos a localizar todos os pontos com 1 volt, estes pontos gerariam uma linha vertical. Sabemos também que existe uma diferença de potencial nessa superfície porque são liberados íons gerando desequilíbrio de cargas entre dois corpos revela que ambos têm um potencial elétrico diferente, ou seja, uma DDP.
Os pontos da superfície observada em relação ao potencial que possuem, pro lado esquerdo o potencial é maior e pro lado direito é menor.
Mapeando uma linha equipotencial de 1.7 volts temos:
	VOLTAGEM
	X
	Y
	1.7 V
	-42
	-120
	1.7 V
	-42
	-110
	1.7 V
	-41
	0
	1.7 V
	-42
	100
 
Repetindo o processo para mapear uma linha equipotencial de 0.5 volts, temos:
	VOLTAGEM
	X
	Y
	0.5 V
	62
	10
	0.5 V
	62
	-50
	0.5 V
	62
	56
	0.5 V
	61
	-110
 
Nas superfícies equipotenciais, nas linhas de campo e na orientação do campo elétrico, temos:
O módulo do campo elétrico em diferentes pontos de uma superfície equipotencial se posicionam sempre perpendicularmente às superfícies equipotenciais. O vetor campo elétrico num ponto da superfície equipotencial é sempre tangente à linha de campo e seu sentido coincide com a orientação da linha de campo. 
O campo elétrico com as características do obtido entre os eletrodos retos, nas regiões afastadas das bordas é denominado como campo elétrico conservativo.
Colocando um anel entre dois eletrodos retos e observando o comportamento das superfícies equipotenciais internas ao anel, temos que as linhas de campo no interior diminuem.
Tomando arbitrariamente dois pontos, 17.8 e 0.6, e, mudando o voltímetro para 20 DCV, obtemos:
 Mapeando para 17,8 V, temos:
	VOLTAGEM
	X
	Y
	17.8 V
	-20
	-90
	17.8V
	25
	-105
	17.8V
	-05
	-105
	 17.8V
	-06
	-49
 
Por fim, foi feitoo mapeamento para 0,6V, e obtemos:
	VOLTAGEM
	X
	Y
	0.6 V
	-25
	25
	0.6 V
	64
	68
	0.6 V
	53
	40
	0.6 V
	-37
	45
CONCLUSÃO
As observações realizadas durante todo o experimento mostrou-se satisfatório, de modo que utilizando os eletrodos de barra, o campo elétrico possui linhas de fluxo aproximadamente lineares, pois medindo o potencial em linhas paralelas as barras observaram-se valores muitos próximos para o potencial elétrico. Porém quando se utilizou cargas pontuais, os valores encontrados para o potencial elétrico nos mesmos pontos foram diferentes, mesmo que perpendiculares as linhas de fluxo, isso nos leva a conclusão de que neste caso as linhas de fluxo possuem outro padrão.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Young e Freedman. Física III: Eletromagnetismo. 12° Ed. – São Paulo: Person Addison Wesley, 2009.