CAMPO ELÉTRICO E LINHAS DE FORÇA

CAMPO ELÉTRICO E LINHAS DE FORÇA

Alana Indah Boaventura, Anderson Souza, Renan Gomes Amaral, Renato Camponogara Panziera

Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA

Engenharia Mecânica

CEP 97546-550, Alegrete – RS

Brasil

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Resumo – Os experimentos relatados neste artigo têm como finalidade a visualização do campo elétrico e suas linhas de força que foram analisadas em duas situações: Cargas de mesmo sinal e cargas de sinais diferentes, comprovando que cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.

Palavra-Chave – Atração, campo elétrico, cargas, linhas de força e repulsão.

ELECTRIC FIELD AND POWER LINES

Abstract – The experiments reported in this article have finality on visualization of the electric field and its lines of force that were analyzed in two situations: Loads of the same sign and loads  for different signs, comproving that charges on same sign  repel and with opposite signs attract.

 Keywords – Attraction, electric field, loads, power lines and repulsion.

1. Introdução

Este estudo tem como objetivo demonstrar por práticas experimentais a visualização do campo elétrico e as linhas de forças atuantes.

O campo elétrico é um espaço definido por vetores gerados pelas cargas elétricas situadas em corpos eletrizados. Essas cargas têm uma intensidade Q, que influenciam todos os pontos do espaço estabelecido no campo, cuja força pode ser de atração ou repulsão [1].

O campo elétrico (1) é obtido através da relação entre força e carga, essa força é expressa através da Lei de Coulomb (2), que é definida pela relação entre as cargas q1 e q2, que são diretamente proporcionais a força F por uma distancia quadrática, que é inversamente proporcional a força. Então, podemos obter a equação (3) substituindo a força F da equação (2) na equação (1).

                        (1)[pic 1]

                        (2)[pic 2]

                         (3)[pic 3]

Onde:

        - vetor campo elétrico.[pic 4]

        -constante eletrostática ().[pic 5][pic 6]

        -carga elétrica.[pic 7]

        -distancia entre as cargas.[pic 8]

As linhas de campo são as trajetórias das cargas que estão em movimento dentro de um campo elétrico seguindo a seguinte orientação: afastam-se das cargas positivas (onde começam) e aproximam-se das cargas negativas (onde terminam) [2].

Além disso, entre os condutores existe uma força de atração ou repulsão que é definida pelos sinais das cargas a serem utilizadas, sendo que cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem [3].

1. Metodologia

1. Conceitos para realização do experimento        

A diferença entre os campos elétrico e gravitacional se evidencia na sua principal característica, a qual demonstra que enquanto o campo elétrico se estabelece levando em consideração as cargas elétricas o campo gravitacional é estabelecido graças à ação das massas, sendo este constituinte acumulativo e provido sempre do poder de atração entre os corpos, enquanto que as cargas tanto de sinais contrários quanto de mesmos sinais se anulam, pois possuem a mesma magnitude, apesar de repelirem quando as cargas possuem mesmo sinal e de se atraírem quando as mesmas possuem sinais contrários.

Para que se possa verificar um campo elétrico é necessário que se aproxime uma carga ou corpo de prova do suposto campo, fazendo assim a verificação do comportamento carga de prova, se o campo elétrico é gerado por uma carga negativa ele esta no sentido de atrair o corpo de prova, sendo a carga positiva no sentido de repelir [3].

Cada material apresenta uma propriedade especifica a  rigidez dielétrica que é a capacidade um material suportar um campo elétrico, a partir desse limite os átomos do material se ionizam, tornando-o condutor[4].

1. Observações do experimento

Para a realização dos experimentos foram utilizados dois eletrodos, foi posicionado cada um em uma extremidade da cuba de acrílico, então conectados os cabos que forneceriam cargas negativas e positivas, sendo que cada eletrodo obteve um tipo de carga (negativa ou positiva), depois foram colocados sementes de grama e a farinha no recipiente que já continha o óleo de rícino. Após a montagem, começou o experimento, onde o gerador eletrostático foi ligado, e ao fornecer as cargas para os eletrodos, foi possível ver as linhas de campo se formando no recipiente.