EXPERIMENTO 4: SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

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                    UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

                                            CAMPUS PONTA GROSSA

    EXPERIMENTO 4: SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

Luiz Henrique Mores - 1926268

Ana Flavia K Yamashiro - 1926101

Sávio Adriel Gurski - 2000504

Luidy Lazarine - 1600044

                                                 SETEMBRO/2018

4.1 OBJETIVOS:

A partir da simulação do caso eletrostático, mapear as linhas equipotenciais e as linhas de força de um campo elétrico.  

4.2 MATERIAIS:

- Dois Eletrodos Barra

- Dois Eletrodos Disco

- Eletrodo Anel

- Cuba Transparente 43x30 cm com 5 mm de líquido condutor (H2O)

- Ponteira de Metal para medição

- Cabos (4 banana/banana com derivação)

- Fonte de alimentação de Corrente Contínua

- Multímetro Digital (Voltímetro)

- Cinco folhas de papel milimetrado

1.  PROCEDIMENTOS

I.  Superfície equipotencial com dois eletrodos cilíndricos:

1. Primeiramente, em um papel milimetrado, marcamos o formato dos eletrodos como pré-estabelecido em sala de aula, os eletrodos ficaram a mais ou menos 10cm de distância um do outro, colocamos mais ou menos 5mm de água na cuba e montamos a configuração 1 com os dois eletrodos sobrepondo os do desenho no fundo da cuba, a outra folha de papel milimetrado onde desenhamos o eletrodo ficou ao lado para podermos fazer as marcações.

2. Com um cabo banana/banana, ligamos o terminal negativo do voltímetro com o terminal negativo da fonte, depois ligamos os terminais +/- da fonte aos eletrodos e ligamos o terminal + do voltímetro na ponteira

3. Depois de terminados esses passos ligamos a fonte com uma tensão de 10v e o voltímetro na escala de 20v.

4. Logo após encontramos as linhas equipotenciais para 3v,4v,5v,6v,7v,8v, marcando 5 pontos para cada tensão, marcamos as coordenadas dos pontos encontrados na folha de papel milimetrado que estávamos usando para a marcação.

II. Superfície equipotencial com um eletrodo plano e um eletrodo cilíndrico:

1. Em outra folha de papel milimetrado, desenhamos agora, um eletrodo plano e outro eletrodo cilíndrico, conforme a configuração 2 pré-estabelecida em nosso roteiro.

2. Ligamos a fonte novamente com tensão de 10v e fizemos o mapeamento das linhas equipotenciais dessa configuração. Agora para 2v,4v,6v,8v.

III. Superfície equipotencial com dois eletrodos planos:

1. Com um novo papel milimetrado, marcamos agora o formato de 2 eletrodos planos, como pré-estabelecido na configuração III de nosso roteiro, e novamente com uma tensão de 10v, ligamos os eletrodos à fonte e fizemos o mapeamento para linhas equipotenciais para 4v, 6v e 8v.

IV. Superfície equipotencial para dois eletrodos planos e eletrodo anel:

1. Agora em uma nova folha de papel milimetrado, desenhamos novamente o formato de dois eletrodos planos, e um eletrodo anel no meio e montamos a configuração IV pré-estabelecida em nosso roteiro, fazemos novamente o mapeamento das linhas equipotenciais e analisamos também, como se comporta o campo magnético e a tensão dentro do anel que está situado no meio dos eletrodos.

4.4 RESULTADOS

Na configuração I, pudemos observar que as linhas equipotenciais formam uma parábola ao redor dos eletrodos e quanto mais longe do eletrodo positivo, mais baixa fica a tensão das linhas, ou seja para achar a linha equipotencial de 2v é necessário se aproximar do eletrodo negativo, já no meio da configuração, se pode observar que essa parábola tende a se tornar uma linha reta.

O campo magnético do sistema se comporta como na imagem abaixo, onde as linhas azuis demonstram o campo elétrico e as vermelhas a forma que se comportam as linhas equipotenciais para esse sistema.

                                  [pic 2]

Agora na configuração II com um eletrodo de cilíndrico e outro plano, pode-se observa que as linhas equipotenciais formam uma parábola na parte positiva do sistema, ou seja no eletrodo cilíndrico e conforme o campo elétrico se aproxima do eletrodo plano, as linhas equipotenciais tendem a virar uma linha reta, ou seja, nas tensões mais baixas, como por exemplo 2v a linha equipotencial é uma reta.

O campo elétrico e as linhas equipotenciais do sistema podem ser ilustradas na imagem abaixo, onde as linhas azuis são o sentido do campo elétrico e as vermelhas as linhas equipotenciais.

                                    [pic 3]

A configuração III com dois eletrodos planos, mostrou linhas equipotenciais sempre tendendo a retas, com um campo elétrico também reto, seguindo sempre a linha de pensamento dos outros sistemas, onde as tensões maiores ficam mais perto do eletrodo positivo. O sentido do campo pode ser ilustrado na imagem abaixo, onde as linhas vermelhas mostram o sentido do campo elétrico e as linhas pretas as linhas equipotenciais.