Campo a partir do Potencial

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CAMPO A PARTIR DO POTENCIAL 
 
Samira Nascimento dos Santos - 16210975 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL 
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA – CTEC 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL 
INSTITUTO DE FÍSICA - IF 
Física Experimental 3 - Turma A 
PROFESSOR: Prof. Carlos Jacinto da Silva 
 
Resumo 
 
Campo elétrico é uma grandeza vetorial utilizado na medição de interações entre 
cargas elétricas de atração ou repulsão já o potencial elétrico é a quantidade de energia 
necessária para mover uma carga elétrica entre dois pontos distintos em um campo elétrico. 
Este relatório traz um experimento que compreende o campo elétrico a partir do potencial a 
fim de observar o comportamento do campo eletrostático a partir da determinação 
experimental de linhas equipotenciais em meios condutores líquidos. 
 
1. Introdução 
 
1.1 Campo Elétrico 
 
Campo elétrico é uma grandeza vetorial utilizado na medição de interações entre 
cargas elétricas de atração ou repulsão. Consiste numa distribuição de vetores campo elétrico 
 ⃗ , um para cada ponto de uma região em torno de um objeto eletricamente carregado. O 
campo elétrico é definido em um ponto nas proximidades de um objeto carregado, como o 
ponto P da Figura 1. Assim, o campo elétrico é a força que atua sobre uma carga nesse 
ponto dividida pela carga (Equação 1). A unidade do campo elétrico é o Newton por 
Coulomb ( ). 
 
 ⃗ 
 
 
 ̂ (1) 
 
 
 
2 
 
Figura 1 – (a) Carga de prova positiva colocada em um ponto P nas proximidades 
de um objeto carregado. (b) Campo elétrico ⃗⃗ no ponto P produzido por um objeto 
carregado. 
 
 Fonte: Halliday, 2016. 
Michael Faraday introduziu a ideia de campo elétrico e imaginava linhas nas 
vizinhanças de qualquer partícula ou objeto com carga elétrica, as linhas de campo elétrico. 
As linhas de campo elétrico tendem a se afastar das cargas positivas (onde começam) e se 
aproximam das cargas negativas (onde terminam). Na Figura 2, a esfera possui uma carga 
negativa distribuída na superfície uniformemente. Caso uma carga de prova positiva seja 
colocada nas proximidades da esfera, essa carga será atraída para o centro por uma força 
eletrostática. Esse campo elétrico pode ser representado pelas linhas de campo elétrico. A 
direção da linha de campo elétrico coincide com a direção do vetor campo elétrico. 
 
 
 
 
3 
 
Figura 2 – (a) Força eletrostática ⃗⃗ age sobre uma carga de prova positiva. (b) 
Vetor campo elétrico ⃗⃗ na posição das cargas de prova e as linhas de campo no espaço 
em torno da esfera. 
 
 
 Fonte: Halliday, 2016. 
 
 1.2 Potencial Elétrico 
 
O potencial elétrico de um ponto em relação a um ponto de referência é definido pelo 
trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada no deslocamento entre esses dois pontos. 
O potencial de um ponto que pertence a um campo elétrico pode ser encontrado a partir da 
Equação 2. 
 
 
 
 (2) 
 Onde é o potencial elétrico do ponto A, é o trabalho da força elétrica ao deslocar a 
carga do ponto A ao ponto B e é a carga elétrica. 
4 
 
 O conceito de diferença de potencial (ddp), conhecida também como tensão elétrica 
ou voltagem, é mais utilizado do que o de potencial elétrico de um ponto. A diferença de 
potencial é dada pela Equação 3. 
 (3) 
Onde é a diferença de potencial, é o potencial elétrico em um ponto A e é o potencial 
elétrico em um ponto B. 
 
2. Objetivo 
 Observar o comportamento do campo eletrostático a partir da determinação 
experimental de linhas equipotenciais em meios condutores líquidos. 
 
 
3. Material Utilizado 
 Cuba eletrolítica com papel milimetrado; 
 Multímetro; 
 Ponteiras (fixa e móvel); 
 Cabos para ligações (banana-jacaré); 
 Cabos para ligações (banana-banana); 
 Eletrodos cilíndricos de cobre; 
 Placas retangulares de cobre; 
 Anel de latão; 
 Fonte de tensão (0-12V DC); 
 Solução de Sulfato de Cobre ). 
 
 
4. Procedimento Experimental 
O sistema do experimento foi montado, conforme Figura 3. 
 
 
5 
 
 
 
Figura 3 – Montagem para Investigação das Linhas de Campo entre Eletrodos 
Circulares 
 
 Fonte: Laboratório de Física UFAL, 2021. 
A representa a ponta fixa enquanto B representa a ponta móvel, ambas imersas em 
solução eletrolítica ( na cuba eletrolítica, juntamente com C e D que representam os 
eletrodos ligados à fonte. M corresponde ao multímetro que está ligado entre as pontas. 
Colocou-se, por baixa da cuba, uma folha de papel milimetrado para identificação dos pontos 
característicos do espaço que serão mapeados. 
Após montagem do sistema, foi feito um giro inicial no potenciômetro da corrente da 
fonte de para 1A e a tensão da fonte foi deixada em 6V. Também foi feito o movimento da 
ponteira móvel afim de observar o comportamento da corrente em função da diferença de 
potencial estabelecida entre as ponteiras. 
Para mapear as linhas equipotenciais, foram obtidos alguns pontos bem distribuídos de 
mesmo potencial. Em seguida, colocou-se um anel na cuba entre os eletrodos e observou-se o 
comportamento do potencial na região de fora, próxima e em seu interior. 
Trocando os eletrodos por placas metálicas (Figura 4) e repetiu-se o experimento. 
 
 
6 
 
Figura 4 – Montagem para Investigação das Linhas de Campo entre Eletrodos 
Circulares 
 
 Fonte: Laboratório de Física UFAL, 2021. 
 
5. Resultados e Discussões 
5.1 Eletrodos Cilíndricos 
No experimento com os dois eletrodos cilíndricos, as superfícies equipotenciais 
formam círculos concêntricos ao redor dos dois eletrodos e na região próxima ao ponto médio 
entre eles, o formato começa a ficar achatado. 
Próximas ao eletrodo negativo, as tensões são maiores nas superfícies equipotenciais e 
vai diminuindo conforme se aproxima do eletrodo positivo diminuem gradativamente com a 
aproximação do eletrodo positivo. 
Saindo do eletrodo positivo, as linhas de campo elétrico cortam as superfícies 
equipotenciais de forma perpendicular fazendo uma curva até chegar no eletrodo negativo. 
Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 1. 
 
 
 
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Tabela 1 – Pontos de Mapeamento das Linhas Equipotenciais com Eletrodos 
Circulares 
VOLTAGEM (V) COORDENADA VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y X Y 
 
 
 
1,25 
-4,4 0 
 
 
0,9 
-3,5 0 
-5,5 2,2 -3,8 1,9 
-8,5 3,9 -6,5 8,1 
-11,9 5,2 -6,2 7 
-5,5 -2,7 -4,2 -3,9 
-7,5 -4,1 -5,7 -7,2 
10,5 6 
VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y 
 
 
 
0,45 
-1,9 0 
-2 3 
-2 2,8 
-2,8 5,8 
-2 -3,8 
-1,9 -6,2 
Fonte: Autora, 2021. 
5.2 Anel de latão entre os eletrodos 
Colocado o anel de latão entre os eletrodos, a ponteira foi movimentada da mesma 
forma que no item anterior. Os dados obtidos são apresentados na Tabela 2. 
 
 
 
 
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Tabela 2 – Pontos de Mapeamento das Linhas Equipotenciais fora do Anel de 
Latão entre Eletrodos Circulares 
VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y 
1,15 -4,0 0 
2,10 -7 3 
2,0 -6,5 -4,0 
-1,45 4,2 -1,8 
-1,05 4,3 2,1 
Fonte: Autora, 2021. 
Dentro do anel, com um raio de aproximadamente a voltagem permaneceu 
constante nos quatro quadrantes. Isso porque dentro de um condutor elétrico, o campo elétrico 
é nulo e consequentemente o potencial elétrico é constante. 
5.3 Placas retangulares 
Trocados os eletrodos pelas placas retangulares, o ponteiro foi novamente 
movimentado e os dados obtidos são apresentados na Tabela 3.9 
 
Tabela 3 – Pontos de Mapeamento das Linhas Equipotenciais entre as Placas 
Retangulares 
VOLTAGEM (V) COORDENADA VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y X Y 
 
 
1,1 
-7 -6,1 
 
0,62 
-4 -5,2 
-7 -3,8 -4 -2,9 
-7 -1,2 -4 0,2 
-7 1,5 -4 2,1 
-7 4,2 -4 5 
VOLTAGEM (V) 
 
COORDENADA VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y X Y 
 
 
0,15 
-1 -5 
 
-1,0 
6 -6,1 
-1 -1,8 6 -2,8 
-1 0,2 6 -0,2 
-1 2,5 6 2,4 
-1 4,6 6 5,1 
VOLTAGEM (V) COORDENADA VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y X Y 
 
 
-0,65 
4 -6,3 
 
-0,33 
2 -6,8 
4 -3,2 2 -3,1 
4 0 2 0 
4 2,6 2 2,9 
4 5,2 2 5,5 
Fonte: Autora, 2021. 
Analisando os dados, verifica-se que pontos com a mesma distância da placa negativa 
apresentaram o mesmo potencial. 
5.4 Anel de latão entre as placas 
Colocado o anel de latão entre as placas, a ponteira foi movimentada. Os dados 
obtidos são apresentados na Tabela 4. 
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Tabela 4 – Pontos de Mapeamento das Linhas Equipotenciais fora do Anel de 
Latão entre as Placas Retangulares 
VOLTAGEM 
(V) 
COORDENADA VOLTAGEM (V) COORDENADA 
X Y X Y 
0,13 -1,0 -7,0 -0,28 2 -6,8 
0,13 -1,0 -5,2 -0,28 2,3 -4,7 
0,13 -1,2 -3,9 -0,28 2,9 -3,0 
0,13 -1,9 -3,0 -0,28 3,3 -1,2 
0,13 -2,6 -1,8 -0,28 3,5 0 
0,13 -3,0 0 -0,28 2,9 2,0 
0,13 -2,2 2,2 -0,28 2,0 3,8 
0,13 -1,0 4,0 -0,28 1,9 5,0 
0,13 -1,3 3,8 -0,28 
0,13 -1,1 5,9 -0,28 
Fonte: Autora, 2021. 
Dentro do anel de latão, o experimento ocorreu semelhante ao item 5.2 onde a 
voltagem permaneceu constante nos quatro quadrantes. 
 
6. Conclusão 
A partir do experimento descrito e dos conhecimentos adquiridos na teoria sobre o 
assunto, foi possível concluir que há corrente nos dois sentidos quando há o deslocamento do 
ponteiro móvel de um eletrodo para o outro devido à diferença de potencial. Observou-se 
também que quando o anel foi colocado entre os eletrodos ou as placas paralelas uma 
blindagem eletrostática foi criada, isso se deu porque o campo elétrico do interior do anel é 
nulo devido a distribuição das cargas elétricas ao longo da superfície do condutor. 
 
Referências Bibliográficas 
Campo Elétrico. Disponível em: < https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/campo-
eletrico > Acesso em: 15 jul 2021. 
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/campo-eletrico
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/campo-eletrico
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Halliday, David – Fundamentos de Física Vol. 3 – Eletricidade e Magnetismo, 10a ED. Riao 
de Janeiro, TLC, 2016. 
 
Potencial Elétrico. Disponível em: < https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-
v.htm > Acesso em: 15 jul 2021. 
 
Potencial Elétrico. Disponível em: < https://www.todamateria.com.br/potencial-eletrico/ > 
Acesso em: 15 jul 2021. 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm
https://www.todamateria.com.br/potencial-eletrico/