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UNIVERSIDADE FERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE FÍSICA
LABORÁTORIO DE FÍSICA 2
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
CAMPO ELÉTRICO A PARTIR DO POTENCIAL
Aluna: João Vitor Isidoro dos Santos
 Professor: Vinícius Manzoni Vieira
	 
UNIVERSIDADE FERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE FÍSICA
LABORÁTORIO DE FÍSICA 2
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
CAMPO A PARTIR DO POTENCIAL
Relatório do experimento acima citado realizado virtualmente, sob orientação do professor Vinínus Manzoni Vieira, como requisito para avaliação da disciplina Laboratório de Física 2
Maceió – AL
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO TEÓRICA	03
OBJETIVOS	05
MATERIAIS E PROCEDIMENTOS	06
RESULTADOS E DISCUSSÕES	07
ELETRODO CILINDRICO.	07
ANEL DE LATÃO ENTRE OS ELETRODOS.	07
PLACAS RETÂNGULARES	08
CONCLUSÃO	09
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	10
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1. INTRODUÇÃO TEÓRICA
Os corpos possuem a capacidade de serem atraídos ou repelidos. Isso se deve a presença de cargas elétricas nos mesmos, sejam elas positivas ou negativas. Essas cargas, quando aproximadas podem gerar repulsão ou atração. A atração e a repulsão são ocasionadas por uma força elétrica F, advinda da interação entre os corpos. A maneira como os corpos se relaciona é determinada pelo campo elétrico.
Campo elétrico: uma partícula eletricamente carregada gera um campo que irá interferir na interação com outros corpos, e este campo pode ser representado pela equação 1 mostrada a seguir: 𝐄⃗→ =
𝐅→
𝐪𝟎
, Em que⃗E→ é o campo elétrico, dado em N/C (newtons por coulomb), produzido por uma carga de
prova q0, dada em C (coulomb) e ⃗F→ é a força elétrica, dada em N (newtons).
Figura 1 – Linhas de um campo elétrico
Para se representar o campo elétrico, utiliza-se de linhas, conhecidas como linhas de campo elétrico. Elas servem para uma melhor visualização desse campo. Essas possuem algumas propriedades, tais quais:
· Em qualquer ponto da linha de campo, a orientação da mesma é a orientação do campo elétrico E⃗→ nesse campo.
· As linhas de campo são colocadas de forma que o número de linhas por unidade de área é proporcional ao módulo do campo elétrico E⃗→. Nas regiões de maior densidade de linha, o campo elétrico é maior, e em regiões de densidade menor de linhas, o campo é menor.
· As linhas de campo nunca se cruzam.
· As linhas de campo se afastam das cargas positivas e se aproximam das cargas negativas, como pode ser mostrado na figura 2.
3
Figura 2 – A figura demonstra o afastamento das linhas de campo de cargas positivas e a aproximação de cargas negativas, além de mostrar a direção tangencial às linhas do campo elétrico.
Potencial Elétrico: Quando uma força eletrostática age entre duas ou mais partículas de um sistema, pode-se associar uma energia potencial elétrica U ao sistema. Se o sistema muda de uma configuração inicial i para uma configuração inicial f, a força eletrostática exerce um trabalho W, sobre as partículas: ∆𝐔 = 𝐔𝐟 − 𝐔𝐢 = −𝐖. O potencial elétrico é a capacidade da força exercida pelo campo de realizar trabalho, ele é a energia potencial por unidade de carga. Ele não depende das cargas inseridas posteriormente, mas somente da carga de prova q0geradora do campo elétrico na região. O potencial
elétrico V pode ser definido: 𝐕 = 𝐔 . Entretanto, o potencial elétrico não é muito utilizado, mas sim a
𝒒𝟎
diferença entre os potenciais de dois pontos, conhecida como diferença de potencial (d.d.p): ∆𝐕 = 𝐕𝐟 −
𝐕 = 𝐔𝐟 − 𝐔𝐢 = ∆𝐔 ou ∆𝐕 = 𝐕
− 𝐕
= − 𝐖 . Portanto, a diferença de potencial entre dois pontos é o
𝐢	 𝒒𝟎
𝒒𝟎
𝒒𝟎
𝐟	𝐢
𝒒𝟎
trabalho (com sinal negativo) realizado pela força eletrostática para deslocar uma carga unitária de um ponto para o outro.
Por fim, têm-se as superfícies equipotenciais. Essas superfícies são caracterizadas por apresentarem mesmo potencial elétrico em diferentes pontos e qualquer ponto nessa superfície forma um ângulo reto com o campo elétrico E⃗→.
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2. OBJETIVOS
· Observar o comportamento do campo eletrostático a partir da determinação experimental de linhas equipotenciais em meios condutores líquidos.
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3. MATERIAIS 
	Material
	Quantidade
	Cuba eletrolítica (pirex) com papel milimetrado
	1
	Multímetro
	1
	Ponteiras (fixa e móvel)
	2
	Cabos para ligações (banana-jacaré)
	2
	Cabos para ligações (banana-banana)
	2
	Eletrodos cilíndricos de cobre
	2
	Placas retangulares de cobre
	2
	Anel de latão
	2
	Fonte de tensão (0 – 12V DC)
	1
	Solução de Sulfato de Cobre (CuSO4)
	1
4. PROCEDIMENTOS
Por meio de uma videoconferência, foi reproduzido em vídeio, a montagem do experimento conforme mostra a figura 1, onde a ponta fixa A e a ponta móvel B, imersas em solução eletrolítica (CuSO4) contida na cuba.
Também na cuba, C e D, representam os eletrodos que estarão 3 ligados à fonte. O Multímetro (M) se encontra ligado entre as pontas.
Foi usado uma folha de papel milimetrado por baixo da cuba para poder identificar os pontos característicos do espaço que serão mapeados. Foi efetuado inicialmente o movimento da ponteira móvel para observar o comportamento da corrente em função da d.d.p. estabelecida entre as ponteiras. Em seguida foi obtido 8 pontos (bem distribuídos) de mesmo potencial com a finalidade de mapear uma linha equipotencial. Efetue no total o mapeamento de pelo menos 6 (seis) linhas equipotenciais diferentes. Todavia, 3(três) tendendo para um eletrodo e as outras 3 (três) para o outro, distribuídas de forma a facilitar a visualização das linhas do campo. Após foi traçado algumas linhas de campo em função das equipotenciais obtidas.
Após finalizar a primeira etapa foi colocado um anel na cuba entre os eletrodos e observado o comportamento do potencial na região de fora, próxima e em seu interior.
O mesmo procedimento foi feito usando placas metálicas como eletrodos.
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1. Eletrodo Cilíndrico
	PONTO
	VOLTAGEM (V)
	PONTO
	VOLTAGEM
(V)
	X
	Y
	
	X
	Y
	
	-5,3
	0
	1,25
	-3,2
	0,0
	0,90
	-6,3
	2,2
	1,25
	-4,9
	1,9
	0,90
	-7,5
	4,2
	1,25
	-7,2
	9,1
	0,90
	-11,4
	6,2
	1,25
	6,0
	7,0
	0,90
	-6,4
	-2,2
	1,25
	-4,1
	-3,9
	0,90
	-8
	-5
	1,25
	-5,9
	-7,1
	0,90
	12,5
	-7,1
	1,25
	-4,9
	1,9
	0,90
	PONTO
	VOLTAGEM (V)
	X
	Y
	
	-1,90
	0,0
	0,45
	-2,00
	3,0
	0,45
	-2,00
	2,8
	0,45
	-2,80
	-5,8
	0,45
	-2,00
	-3,8
	0,45
	-1,90
	-6,2
	0,45
Com os dois eletrodos em forma cilíndrica, as superfícies equipotenciais forma círculos concêntricos em torno dos dois eletrodos, até que na região próxima ao ponto médio entre eles, essas superfícies começam a achatar sua forma circular. As tensões nas superfícies equipotenciais são maiores nas superfícies próximas ao eletrodo negativo e diminuem gradativamente com a aproximação do eletrodo positivo. As linhas de campo elétrico saem radiais do eletrodo positivo, corta todas as superfícies equipotenciais perpendicularmente, exibindo (exceto as linhas sobre a linha que liga o centro dos dois eletrodos) uma forma curva até chegar de radialmente ao eletrodo negativo.
4.2. Anel de latão entre os eletrodos
· Fora do anel
As linhas de campo são normais às superfícies metálicas.
	PONTO
	VOLTAGEM (V)
	X
	Y
	
	-4,0
	0,0
	1,15
	-6,5
	3,0
	2,10
	-5,8
	-4,2
	2,00
	5,5
	3,1
	-1,44
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· Dentro do anel
Dentro de um condutor elétrico o campo elétrico é nulo e por isto o potencial elétrico é constante.
As superfícies equipotenciais próximas ao eletrodo cilíndrico são linhas circulares concêntricas ao eletrodo (positivo), à medida que se afasta deste eletrodo, os círculos aumentam e a parte que conseguimos “visualizar” (através da medição das tensões) começa a ficar mais achatada. As tensões, novamente são maiores próximas ao eletrodo negativo e menores próximos ao eletrodo positivo. As linhas de campo saem radialmente de um eletrodo exibem um forma curva (exceto as linhas sobre a linha que liga o centrodos dois eletrodos) até chegarem radialmente no outro eletrodo.
4.3. Placas retangulares
	PONTO
	VOLTAGEM
(V)
	X
	Y
	
	-4,0
	-2,0
	0,72
	5.2
	-1,0
	-0.91
	-7.1
	-5,9
	0,10
	8,6
	-3,6
	-2,36
	4,0
	-6.0
	-1,04
	-8,9
	5,9
	1,96
Com esta tabela verificamos que pontos à mesma distância da placa negativa tinham potenciais idênticos, assim concluímos que as linhas equipotenciais alem de linhas retas, são paralelas a cada uma das placas e as tensões nas superfícies são menores próximos ao eletrodo ligado ao pólo positivo da fonte de tensão e aumentam quando se aproxima do eletrodo negativo. As linhas de campo elétrico são perpendiculares tanto aos eletrodos quanto às superfícies equipotenciais saindo do eletrodo de positivo e chagando ao eletrodo de pólo negativo.
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6. CONCLUSÃO
Com o experimento realizado, pode-se extrair alguns fatos, entre eles: a relação diretamente proporcional do potencial elétrico com o campo elétrico (quanto maior a d.d.p. maior o campo elétrico) e a relação inversamente proporcional entre as distâncias dos eletrodos e o campo elétrico. Também foi observado através das marcações realizadas que as superfícies equipotenciais possuem a mesma forma dos eletrodos em ambas as etapas do experimento. Pode-se observar que o campo é perpendicular à superfície e acompanha a direção das linhas do campo.
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
· Halliday, David – Fundamentos de Física Vol. 3 – eletricidade e magnetismo, 8ª ED. Riao de Janeiro, TLC, 2009.
· Sears e Zemasnky’s, Física III – eletromagnetismo, 12ª ED, São Paulo, Addison Wesley, 2009
8. QUESTÕES:
1) a) Por que aparecem correntes nos dois sentidos quando se desloca o ponteiro móvel de um eletrodo para outro?
1) b) Se convencionarmos o eletrodo negativo como o de potencial nulo e colocarmos aí a ponteira fixa, o que observamos nas variações de potencial com o
deslocamento da ponteira móvel?
2) Existe alguma contradição em estarmos efetuando eletrostática em uma região onde estarão ocorrendo correntes iônicas (na solução eletrolítica)?
3) O anel colocado no item 5 do procedimento experimental constitui-se numa perfeita blindagem eletrostática? Justifique sua resposta.
4) Por que dizemos na prática que os dois polos de uma bateria ou de uma pilha expostos ou “ligados” apenas ao ar atmosférico se encontram isolados (isto é, estas fontes não estão sendo usadas)?
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