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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ CURSO DE ENGENHARIA FÍSICA EXPERIMENTAL 3 Turma nº 3077 Experiência nº 03 Data: 13/03/2015 Nome da experiência: Linhas De Campo Elétrico Entre Dois Eletrodos Retos Professor: Lourdes Alunos: Manoela do Prado Jean de C. Lima INTRODUÇÃO Esse relatório tem como fundamento a observação do comportamento das linhas de campo e linhas equipotenciais gerado num campo elétrico. Vamos estudar o comportamento do campo elétrico, ou seja, veremos como as linhas de campo são formadas. Quando uma carga puntiforme está isolada no espaço, ela gera um campo elétrico em sua volta. Qualquer ponto que estiver a uma mesma distância dessa carga possuirá o mesmo potencial elétrico. Portanto, aparecendo desta forma as superfícies equipotenciais no campo elétrico uniforme, 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 demonstração do fenômeno é estabelecida a partir da geração de tensão fornecida pelo gerador de Van de Graff que é fornecida a eletrodos condutores. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO O experimento se fundamenta no estudo do campo elétrico, sendo ele formado por uma carga pontual, por um dipolo elétrico, por uma distribuição continua de cargas, etc. Para isso precisamos entender a definição do que venha a ser um campo elétrico e suas derivações. Onde: - Campo elétrico é um campo vetorial, constituído por uma distribuição de vetores; - Potencial elétrico é a capacidade que um corpo energizado tem de realizar trabalho; - Superfície equipotencial são linhas de força as quais não possuem variação n diferença de potencial; - Gaiola de Faraday: Este experimento feito por Faraday indica que a superfície condutora eletrizada possui em seu interior campo elétrico igual a zero, devido às cargas que se distribuem de forma homogênea em sua superfície externa. A finalidade desse experimento é de demonstrar visualmente a existência das linhas de força através do mapeamento de campo elétrico que é visualizado com a polarização do fubá adicionado ao óleo, com o objetivo de entender as regiões onde o campo elétrico se apresenta com maior ou menor intensidade. Para isso colocamos uma fina camada de óleo na cuba de vidro, espalhamos um pouco de fubá sobre o óleo da cuba e logo após colocamos a cuba sobre o conjunto de eletrodos, ligamos a chave, no painel frontal do gerador de Van De Graaff e giramos o potenciômetro para a aceleração máxima, com isso foi possível observa o fenômeno da condução elétrica, dos componentes abaixo do recipiente, devido ao alinhamento dos grãos de fubá com o campo elétrico. MATERIAL UTILIZADO Um gerador eletrostático do tipo Van der Graaff; Uma cuba de vidro; Dois eletrodos retos; Uma placa de Petri; Duas conexões com pinos banana; Fubá; Óleo. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Faça um desenho com o aspecto das linhas de força entre dois eletrodos retos. Estes eletrodos representam duas placas paralelas com cargas de sinais contrários (+) e (-). Assinale na figura 2, a região onde o campo elétrico é mais intenso. Trace o vetor E (que melhor representa o campo elétrico) nos pontos A, B e C. A região onde o campo elétrico é mais intenso é na região B. O que acontece com a densidade das linhas de força de campo elétrico na região central? Regiões do espaço onde o campo é mais intenso têm linhas de força mais próximas entre si (a densidade de linhas de força é maior), como a distância entre os eletrodos é menor, os granulados ficam mais agrupados, aumentado assim, a densidade das linhas de força. Nas atividades desenvolvidas, as partículas de fubá se orientam sob a ação do campo elétrico. Explique como elas interagem com o campo elétrico, sendo neutras e dielétricas.Verifique que as linhas de força são sempre perpendiculares aos eletrodos metálicos. A interação dentro do campo elétrico ocorre porque o processo utilizado é de indução, não há troca de cargas e existe e uma interação entre cargas opostas quando o corpo eletrizado se aproxima do outro que está com as cargas. Represente na figura 3 abaixo as linhas de força entre um par de eletrodos pontuais (com cargas de sinais opostos). A região da linha B é a mais intensa. Represente na figura 4 abaixo as linhas de campo elétrico entre um eletrodo pontual e um eletrodo em anel circundante (com cargas de sinais opostos). Observaremos que a forma das linhas de campo mudam, mas não haverá campo elétrico no interior do anel. CONCLUSÃO Concluímos que através do nosso experimento conseguimos visualizar a formação dos campos elétricos pelas linhas de força formadas. Pode-se comprovar que as linhas de força são sempre perpendiculares aos eletrodos desta forma nunca podendo ser paralelas aos mesmos, pois as linhas demonstram o trajeto do campo elétrico de um eletrodo ao outro como que se formando um caminho entre eles para a circulação da corrente elétrica, verificou-se assim, a existência do campo elétrico e visualizamos o seu comportamento com o auxílio do fubá sobre o óleo. Dessas observações, tiramos nossas conclusões sobre o campo elétrico, entendemos a sua composição e seus fundamentos, não sendo só um complemento da teoria estudada, mas sim a comprovação dos fatos. 3