Relatório I - Linhas equipotenciais

RELATÓRIO I

FÍSICA III

PRÁTICA 05 – LINHAS EQUIPOTENCIAIS

Adilson Silva

Diego Souza

Marcones Gomes

Tiago Augusto

Camaçari - BA

2015

1. INTRODUÇÃO

O presente relatório apresenta o conteúdo observado por meio do comportamento das linhas de campo e linhas equipotenciais geradas num campo elétrico. Este se manifesta na região do espaço que envolve uma carga elétrica, ao se colocar outra carga, que sofre a ação de uma força de atração ou de repulsão. Essa observação é apenas uma noção qualitativa do campo elétrico.

Com auxílio de equipamentos foi possível mensurar valores e verificar o comportamento do campo elétrico, ou seja, como as linhas de campo são formadas para os diferentes casos. Quando uma carga puntiforme está isolada no espaço, ela gera um campo elétrico em sua volta. Qualquer ponto que estiver a uma mesma distância dessa carga possuirá o mesmo potencial elétrico. É possível também encontrar superfícies equipotenciais no campo elétrico uniforme, onde as linhas de força são paralelas e equidistantes. Nesse caso, as superfícies equipotenciais localizam-se perpendicularmente às linhas de força (mesma distância do referencial).

Uma ferramenta de suma importância para estudo do campo elétrico é a visualização das linhas de campo. Essas linhas de campo são usadas para visualizar a direção e a intensidade dos campos elétricos. O vetor campo elétrico em qualquer ponto é tangente à linha de campo elétrico que passa por este ponto. A densidade de linhas de campo elétrico em uma região do espaço é proporcional ao módulo do campo elétrico nesta região. As linhas de campo começam em cargas positivas e terminam em cargas negativas.

As linhas equipotenciais (que constituem a superfície equipotencial) têm a particularidade de ser perpendicular as linhas de campo (Fig. 1). Os pontos que pertencem a uma superfície equipotencial possuem todos, o mesmo potencial elétrico.

[pic 2]

[pic 3]

2. BASE TEÓRICA

A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria. Todo objeto contém cargas elétricas, sendo elas entendidas como positivas e/ou negativas. Quando existe igualdade de cargas, o objeto é dito eletricamente neutro, já quando não existe esta igualdade ele é dito eletricamente carregado. Para se medir a força de atração entre essas cargas, utiliza-se da Lei de Coulomb, que nos possibilita descrever a força de atração ou repulsão entre as cargas. A lei também é válida até mesmo no interior dos átomos, onde descreve corretamente a força de atração entre o núcleo positivo e os elétrons negativos.

A interação F entre duas cargas elétricas Q e Q’é dada pela lei de Coulomb, de acordo com a expressão abaixo:

[pic 4].

Vemos que a interação depende do módulo das cargas envolvidas e é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

A noção de potencial elétrico provém do conceito de trabalho. O potencial absoluto V em um ponto a uma distância d de uma carga pontual isolada é dada pela relação:

[pic 5]

E é por definição igual ao trabalho W necessário para trazer uma carga de prova q do infinito até uma distância d da carga Q, dividido pela carga q:

[pic 6]

Podemos escolher superfícies em todo o espaço de modo que todos os pontos tenham o mesmo potencial, tal superfície é chamada de superfície equipotencial. Uma das linhas da superfície é chamada de linha equipotencial. Se em um sistema eletrostático as linhas equipotencial podem ser desenhadas, as linhas de força podem ser construídas, já que estas são perpendiculares às linhas equipotenciais (Fig. 2).

[pic 7]

[pic 8]

3. OBJETIVO

O objetivo do experimento foi mapear algumas linhas equipotenciais em um meio líquido condutor, com ajuda de um “circuito detector de zero”.

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