Relatorio eletrostatica

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
ÁGDA LIDIA LITRENTO DA COSTA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
ÁGDA LIDIA LITRENTO DA COSTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETROSTÁTICA 
Experimento 01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maceió – AL 
2020/1 
 
ÁGDA LIDIA LITRENTO DA COSTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETROSTÁTICA 
Experimento 01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maceió – AL 
2020/1 
Relatório técnico apresentado ao Instituto de 
Física da Universidade Federal de Alagoas, 
como requisito de avaliação da matéria de 
Laboratório de Física 2, ministrada pelo Prof.º 
Carlos Jacinto . 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 4 
1 ELETRIZAÇÃO POR ATRITO ................................................................................ 5 
1.2 Objetivo...................................................................................................... 5 
1.3 Material...................................................................................................... 5 
1.4 Procedimentos ......................................................................................... 5 
1.5 Resultados e conclusões ........................................................................ 5 
2 BALANÇA ELETROSTÁTICA ................................................................................ 5 
2.1 Objetivo...................................................................................................... 5 
2.2 Material ..................................................................................................... 6 
2.3 Procedimentos ......................................................................................... 6 
2.4 Resultados e conclusões ........................................................................ 6 
3 LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO ............................................................................ 6 
3.1 Objetivo...................................................................................................... 6 
3.2 Material ..................................................................................................... 6 
3.3 Procedimentos ......................................................................................... 7 
3.4 Resultados e conclusões ........................................................................ 7 
4 ROMPIMENTO DA RIGIDEZ DIELÉTRICA DO AR ............................................... 7 
4.1 Objetivo...................................................................................................... 7 
4.2 Material ..................................................................................................... 7 
4.3 Procedimentos ......................................................................................... 7 
4.4 Resultados e conclusões ........................................................................ 8 
5 VENTO ELÉTRICO ................................................................................................. 8 
5.1 Objetivo...................................................................................................... 8 
5.2 Material ..................................................................................................... 8 
5.3 Procedimentos ......................................................................................... 8 
5.4 Resultados e conclusões ........................................................................ 8 
6 ROMPIMENTO DA RIGIDEZ EM PLACAS PARALELAS ..................................... 9 
6.1 Objetivo...................................................................................................... 9 
6.2 Material ..................................................................................................... 9 
6.3 Procedimentos ......................................................................................... 9 
6.4 Resultados e conclusões .........................................................................9 
7 COPO DE FARADAY.............................................................................................. 9 
7.1 Objetivo...................................................................................................... 9 
7.2 Material ..................................................................................................... 9 
7.3 Procedimentos ....................................................................................... 10 
7.4 Resultados e conclusões ...................................................................... 10 
8 GERADOR DE VAN DER GRAFF ........................................................................ 10 
8.1 Objetivo.................................................................................................... 10 
8.2 Material ................................................................................................... 10 
8.3 Procedimentos ....................................................................................... 10 
8.4 Resultados e conclusões ...................................................................... 11 
CONCLUSÃO .......................................................................................................... 12 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
Toda matéria é composta por átomos, e os mesmos são constituídos por 
partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons. A eletrostática é o ramo da 
física responsável pelo estudo de corpos eletrizados e das cargas elétricas em 
situação de repouso, analisando seus comportamentos e especificidades, sendo um 
de seus pontos de estudo corpos que se tornam eletrizados. 
A carga elétrica de um corpo é na verdade o desequilíbrio entre a quantidade 
de prótons e elétrons, pois quando estes estiverem em equilíbrio a carga elétrica 
será nula. O desequilíbrio pode existir quando houver um número maior de elétrons, 
sendo a carga elétrica negativa, ou quando o número de prótons for maior que de 
elétrons, se tornando ela positiva. O que ocorre devido à capacidade dos elétrons de 
transferir-se de um corpo para o outro, através do processo de eletrização (por atrito, 
contato ou indução). 
Alguns dos princípios estudados pela eletrostática são os da atração e 
repulsão, que duas cargas de mesmo sinal se repelem e duas cargas de sinais 
contrários se atraem, e o princípio da conservação de energia, onde em um sistema 
isolado de corpos, a energia elétrica é constante, desde que não ocorra 
transformação de energia elétrica para outras formas de energia. 
 O campo elétrico é responsável por medir o módulo da força elétrica exercida 
sobre cada unidade de carga elétrica colocada em uma região do espaço sobre a 
influência de uma carga geradora de campo elétrico, ou seja, mede a influência que 
uma certa carga produz em seu redor. 
Para ser possível observar o fenômeno do campo, é preciso utilizar fontes de 
alta tensão ou com o gerador eletrostático do tipo Van der Graff, que geram uma 
grande concentração de cargas capaz de produzir campo de intensidade suficiente 
para que os fenômenos elétricos possam ser analisados. 
 
 
 
 
 
1 ELETRIZAÇÃO POR ATRITO 
1.1 Objetivo 
Identificar o processo de eletrização por atrito e a indução eletrostática 
aplicada a um corpo inicialmente neutro. 
 
1.2 Material 
1 Canudo de plástico 
 
1.3 Procedimentos 
1. O canudo foi segurado contra uma superfície vertical e em seguida soltado. 
2. Após atritá-lo com os dedos ou com o auxílio de um guardanapo, o canudo 
foi segurado novamente contra a superfície. 
 
1.4 Resultados e conclusões 
Na primeira parte do experimento, como o corpoainda estava eletricamente 
neutro, ele não aderiu à superfície e caiu. Após o atrito do canudo com a pele da 
mão humana, os “elétrons livres" se encarregaram de conduzir e redistribuir as 
cargas nos dois condutores, fazendo com que o canudo ganhasse elétrons. 
Ao ser encostado na superfície novamente, as cargas iguais às do canudo 
presentes na superfície são repelidas e a região junto ao canudo passa a ter cargas 
opostas. Como as cargas opostas se atraem, o canudo fica preso até que a 
passagem de cargas elétricas de um lado para outro neutralize o canudo, que cai 
escorregando pela parede. 
 
2 BALANÇA ELETROSTÁTICA 
 
2.1 Objetivo 
Verificar as forças que atuam entre hastes de polipropileno e hastes acrílicas 
quando atritadas com papel. 
2.3 Material 
1 Base do eletroscópio 
2 Hastes de polipropileno 
1 Haste acrílica 
1 Grampo para hastes redondas 
Folhas de papel áspero, secas 
 
2.4 Procedimentos 
1. Uma das hastes de polipropileno foi presa pelo ponto médio ao grampo 
colocado na base do eletroscópio. 
3. A segunda haste de polipropileno foi aproximada das extremidades da 
haste pendurada e observou-se. 
4. Em seguida ela foi segurada por uma das extremidades e seu outro 
extremo foi atritado com o papel durante um tempo, a fim de eletrizá-la e aproximou-
se a haste eletrizada de cada uma das extremidades da haste da balança. 
4. Repetiu-se o processo com a haste acrílica. 
 
2.5 Resultados e conclusões 
Quando a haste de polipropileno foi aproximada ainda neutra da haste 
pendurada, não houve reação, pois ambas não possuíam carga elétrica. Já quando 
a haste, após ser eletrizada, se aproximou da haste pendurada elas se atraíram, 
pois corpos com cargas de natureza contrária se atraem. 
No experimento com a haste de acrílico, ocorreu o mesmo resultado que com 
a haste de polipropileno, ainda partindo do princípio que cargas elétricas diferentes 
se atraem e não há interação entre corpos neutros. 
 
3 LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO 
3.1 Objetivo 
Observar as diferentes naturezas de interação entre cargas a as causas e 
efeitos das descargas elétricas. 
 
3.2 Material 
1 Gerador Eletrostático 
2 Esferas condutoras com suporte isolante 
2 Fios para ligações 
1 Caneco condutor e tela metálica 
Fiapos de algodão 
 
3.3 Procedimentos 
1. Ligou-se um polo da fonte a uma esfera condutora isolada e foi efetuado o 
mapeamento do campo elétrico criado nas proximidades da esfera. 
2. Foi utilizado um fiapo de algodão bem leve para observar este 
comportamento. 
3. O mesmo foi feito para duas esferas isoladas próximas. 
 
3.4 Resultado e conclusões 
Na primeira etapa, ao ser aproximado da esfera condutora, o fiapo de algodão 
foi atraído em direção da mesma, pois estavam carregados com cargas elétricas 
opostas. 
No segundo procedimento, as duas esferas condutoras possuíam cargas 
elétricas diferentes deste, fazendo com que ele fosse atraído por ambas. 
 
4 ROMPIMENTO DA RIGIDEZ DIELÉTRICA DO AR 
4.1 Objetivo 
Observar as diferentes naturezas de interação entre cargas a as causas e 
efeitos das descargas elétricas. 
 
4.2 Material 
1 Gerador Eletrostático 
2 Esferas condutoras com suporte isolante 
2 Fios para ligações 
1 Caneco condutor e tela metálica 
2 Condutores pontiagudos 
 
4.3 Procedimentos 
1. As duas esferas condutoras foram aproximadas, ambas ligadas á fonte, 
com as pontas metálicas do lado oposto a aproximação, a ponto de produzir 
descarga. 
2. Depois a descarga foi realizada com as duas esferas com as pontas 
metálicas se aproximando uma da outra. 
 
4.4 Resultados e conclusões 
Quando as esferas condutoras ligadas em pólos diferentes da fonte se 
aproximaram, houve emissão de som e de uma faísca no ponto em que as esferas 
quase se tocaram, o mesmo aconteceu no segundo caso, porém a faísca surgiu no 
ponto de aproximação das pontas metálicas. Isso ocorreu por causa da atração de 
pólos de cargas inversas. 
 
5 VENTO ELÉTRICO 
5.1 Objetivo 
Observar as diferentes naturezas de interação entre cargas a as causas e 
efeitos das descargas elétricas. 
 
5.2 Material 
1 Gerador Eletrostático 
2 Esferas condutoras com suporte isolante 
2 Fios para ligações 
1 Caneco condutor e tela metálica 
2 Condutores pontiagudos 
1 Vela 
 
5.3 Procedimentos 
1. Duas esferas condutoras foram ligadas a fonte e aproximadas pelas pontas 
metálicas. 
2. Uma vela foi acesa para que pudesse ser observada a ação de sua chama 
nas extremidades metálicas. 
 
5.4 Resultados e conclusões 
Ao se aproximar do ponto de união dos condutores pontiagudos nas esferas 
condutoras, a chama da vela não manteve seu formato, curvando-se. E quando a 
chama foi colocada na descarga gerada pela aproximação das esferas, o fio de 
corrente elétrica que ligava as duas desapareceu ao entrar em contato com o fogo. 
Isso ocorre porque cargas elétricas podem afetar a forma das chamas e devido ao 
poder do fogo de dilapidar o fluxo elétrico, dificultando a descarga. 
 
6 ROMPIMENTO DA RIGIDEZ EM PLACAS PARALELAS 
6.1 Objetivo 
Observar as diferentes naturezas de interação entre cargas a as causas e 
efeitos das descargas elétricas. 
 
6.2 Material 
1 Gerador Eletrostático 
2 Placas condutoras 
2 Fios para ligações 
 
6.3 Procedimentos 
1. As duas placas foram ligadas a uma base de fonte. 
2. Uma das placas foi manualmente aproximada da segunda, em movimento 
de rotação até ficarem bem próximas. 
 
6.4 Resultados e conclusões 
Os resultados foram semelhantes ao obtidos no experimento 4 (Rompimento 
da rigidez dielétrica do ar), onde as placas carregadas foram aproximadas perto o 
suficiente para que surgisse descarga elétrica, emitindo som e uma luz da corrente 
elétrica gerada a partir da aproximação das cargas contrárias. 
 
7 COPO DE FARADAY 
7.1 Objetivo 
Estudar a distribuição das cargas elétricas num corpo condutor. 
 
7.2 Material 
1 Gerador Eletrostático 
1 Copo de Faraday (material condutor) 
Fita adesiva 
Fiapos de algodão 
 
7.3 Procedimentos 
1. Um fiapo de algodão foi colocado dentro do Copo de Faraday pendurado a 
um pedaço de fita adesiva preso na borda do Copo. 
2. Outro fiapo foi aproximado ao redor de todo o Copo, enquanto este estava 
ligado à fonte. 
 
7.4 Resultados e conclusões 
Nesse experimento, ao ligar o Copo de Faraday à fonte de tensão, foram 
gerados dois campos elétricos, um na parte externa e outro na interna. Assim, o 
fiapo que estava sendo movimentado ao seu redor foi atraído pelo mesmo, havendo 
movimentação, enquanto o fiapo que estava em seu interior não sofreu atração nem 
repulsão. 
 
8 GERADOR DE VAN DER GRAFF 
8.1 Objetivo 
Observar as características de corpos eletricamente carregados e a natureza 
da interação entre eles. 
 
8.2 Material 
1 Gerador de Van der Graff composto por: 
1 Motor 
2 Cilindros 
1 Conjunto de correias 
1 Conjunto de escovas 
1 Terminal de saída 
 
8.3 Procedimentos 
1. Primeiramente, o gerador foi ligado. 
2. Uma pessoa, do sexo feminino, colocou as mãos sobre o terminal de saída 
do gerador, que nesse caso foi uma tela de metal. 
3. Observou-se o que ocorria na interação entre os corpos. 
 
8.4 Resultados e conclusões 
Ao encostar as mãos na parte superior do gerador, alguns fios de cabelo da 
mulher se distanciaram do seu resto. O fenômeno acontece porque um motor 
movimenta a correia isolante que passa por duas polias, uma que é acionada por um 
motor elétrico e a segunda encontra-se dentro do terminal de saída do gerador. 
Através de pontas metálicas a correia recebe carga elétrica de um gerador de 
alta tensão. A correia eletrizada transporta as cargas até o interior da esfera 
metálica, onde elas são coletadas por pontas metálicas e conduzidas para a 
superfície externa da esfera, que entram em contato com a carga existente no 
cabelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 Com o fito de por em prática as teorias, foiestudada nas praticas alternativas, 
nas quais demonstravam teorias, relativamente, importantes tanto no aspecto físico 
quanto no aspecto social, desde a importância do surgimento em seus séculos 
respectivos. Desta forma, podemos aprofundar teorias sobre a eletrostática, de 
modo, pratico e simples, bem como a questão do atrito entre o canudo e a parede 
até estruturas mais complexas como o gerador de Van der Graff que demonstraram 
a necessidade do salto dos elétrons para equilíbrio e, assim, consequentemente, as 
descargas elétricas. Para tanto, foi estudado e compreendido os tipos de eletrização 
e a força das reações e dos campos elétricos gerados pelas cargas, e a importância 
do dito “os opostos se atraem” que embora utilizado popularmente, tem em suma 
seus conceitos gerados na eletrostática, onde cargas que possuam mesmo sinais 
tendem a se repelir , enquanto cargas de sinais opostos tendem a se atrair, principio 
o qual gerou grande parte dos objetos que foram estudados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
<http://magiadafisica.blogspot.com/2009/06/canudinho-que-gruda-na-
parede.html#:~:text=Metodologia%3A%20Atritar%20o%20canudo%20com,passa%2
2a%20ter%20cargas%20opostas>. Acesso em: 09 de março de 2021. 
<https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/carga-eletrica>. Acesso em: 09 de 
março de 2021. 
<https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-gerador-van-graaff.htm> Acesso em: 09 
de março de 2021. 
<https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-electrostatics/ee-
electric-force-and-electric-field/a/ee-electric-field> Acesso em: 09 de março 
<https://www.infoescola.com/fisica/gerador-de-van-de-graaff/> Acesso em: 09 de 
março de 2021. 
<https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-
eletrico.htm#:~:text=Campo%20el%C3%A9trico%20%C3%A9%20uma%20grandeza
,carga%20geradora%20de%20campo%20el%C3%A9trico.> Acesso em: 09 de 
março de 2021.