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Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental
Aula prática: Linhas e Superfícies equipotenciais entre Eletrodos planos paralelos.
Bruno Armoa Siqueira, João Paulo Alves Sartorello, Igor London
CUIABÁ/MT
2016
Sumário
1. Introdução. 2
2. Fundamentação teórica. 2
3. Objetivos. 3
4. Material utilizado e metodologia. 3
5. Resultados. 5
6. Conclusões. 6
7. Referências. 7
Introdução.
Sabemos que o campo elétrico surge da simples existência de uma carga elétrica numa região qualquer do espaço. Essa carga modifica algumas propriedades dos pontos do espaço ao seu redor, criando aquilo que denominamos campo elétrico. Chamamos uma superfície de equipotencial quando, numa região de campo elétrico, todos os seus pontos apresentam o mesmo potencial. Uma superfície equipotencial pode apresentar diversas formas geométricas. Uma superfície equipotencial é sempre interceptada perpendicularmente (90°) pelas linhas de força de um campo elétrico. Dessa maneira, conhecendo-se as linhas de força de um campo elétrico, fica mais fácil representar as superfícies equipotenciais. Já numa região onde o campo elétrico é uniforme, para serem perpendiculares às linhas de força, as superfícies equipotenciais devem ser planas.
Fundamentação teórica.
Como dito acima, superfícies equipotenciais são superfícies de um campo elétrico, onde todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, ou seja, suas linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície. Se um condutor elétrico apresenta equilíbrio em sua superfície, esta superfície é equipotencial. Temos: W = q( Vb-Va). Onde (W) é o trabalho da força elétrica, (q) a carga elétrica e (Vb-Va) é a diferença de potencial elétrico.
Quando A e B estão na mesma superfície equipotencial, então Va = Vb, apresentando portanto, uma variação de potencial elétrico nulo, igual a zero
Figura 1 – Definições das cargas elétricas.
Num campo elétrico uniforme, as superfícies equipotenciais são paralelas entre si. Isso acontece pelo fato de serem perpendiculares.
Figura 2 – Campo elétrico uniforme.
Objetivos.
Teve como objetivos desta aula:
Identificar um campo elétrico e as linhas de força num campo elétrico uniforme.
Medir a diferença de potencial entre dois pontos de um campo elétrico uniforme.
Analisar as linhas de força em torno de eletrodos retos carregados.
Traçar linhas equipotenciais num campo elétrico uniforme.
Comparar a diferença de potencial em diferentes pontos de um campo elétrico uniforme.
Definir campo elétrico e linhas de força.
Reconhecer que as linhas de força caracterizam o vetor campo elétrico e dão ideia da intensidade do campo em cada ponto.
Material utilizado e metodologia.
Material para o experimento:
01 tanque transparente – EQ015.19
01 escala projetável – EQ029.05
01 ponteira para tomada de dados EQ007.07
02 eletrodos retos com haste de contato e ponto de conexão EQ029.10
02 fixadores horizontais periféricos – EQ029.12
01 conexão de fio 0,5m vermelha com pino e garra – EQ040.C.04
01 cabo flexível vermelho 1m – EQ040.02
02 cabos flexíveis, preto, 0,5m – EQ040.04
01 cabo flexível, vermelho, 0,5m EQ040.03
01 interruptor multiuso com três posições – EQ034
01 Fonte de alimentação digital saída ajustável, 0 a 30 VCC/ ACC – EQ030F
01 Multímetro digital – 30000.02
01 copo béquer, 250ml – 20596.008
500 mL de água
Metodologia:
Foi realizada montagem do tanque transparente com o conjunto para uso dos eletrodos em seguida foram colocadas 500 mL de água e ligada à fonte de alimentação previamente ajustada em 10 VCC. Dando seguimento ao experimento foi colocada e movimentada a ponteira lentamente entre os eletrodos planos paralelos, com um papel de escala por baixo para analisar as coordenadas de cada linha equipotencial e com outro papel com escala foram feitas a devidas anotações.
Figura 3 – Analise dos valores da linha de campo.
Figura 4 - Linhas de campo próxima ao anel
No experimento com o anel foi possível observar que próximo ao anel os valores do potencial se mantinham constantes fazendo uma volta o redor do anel, mas se mantendo com valores menores por estarem próximos ao anel.
Resultados.
Após todos os procedimentos para obtenção dos dados podemos observar que o valor do campo em uma mesma linha equipotencial se mantém bem próximos como mostrado na imagem abaixo.
Figura 5 – Dados das linhas de campo.
Como podemos observar partindo do pólo positivo para o negativo o valor do campo elétrico vai diminuindo gradualmente.
Conclusões.
A aula laboratorial foi de grande importância, pois, foram aplicadas de forma pratica toda a parte teórica ministrada em sala, também foi possível observar como as linhas de campo se comportam em certas situações, tanto em placas paralelas quanto em anéis. Foi importante também para conhecermos os aparelhos que são utilizados para fazer essas medições e como utilizá-los. Levando tudo isso em consideração, criamos habilidades e competências para identificar e analisar essas linhas de força, um campo elétrico e suas diferenças de potenciais.
Referências.
FISICA III - Young e Freedman 12ª edição
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/superficies-equipotenciais.htm
