ESTIMATIVA DO POTENCIAL DO GERADOR ELETROSTÁTICO

UNIVERSIDADE DE UBERABA

RELATÓRIO N°4:
ESTIMATIVA DO POTENCIAL DO GERADOR ELETROSTÁTICO
TURMA: 22

UBERABA

2016

UNIVERSIDADE DE UBERABA
BRUNO DE OLIVEIRA CUNHA – 5133319
TURMA: 22

RELATÓRIO N°4:
ESTIMATIVA DO POTENCIAL DO GERADOR ELETROSTÁTICO

Relatório apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica  da UNIUBE - Universidade de Uberabba, para a disciplina  Física Geral e Experimental II.

Prof. Luciano Henrique Dias de Matos

UBERABA

2016

SUMÁRIO

1- INTRODUÇÃO TEÓRICA        4

2- OBJETIVO        5

3- MATERIAL UTILIZADO        5

4- METODOLOGIA        6

5- RESULTADOS E ANÁLISES        6

6- CONCLUSÃO        6

7- BIBLIOGRAFIA        7

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1- INTRODUÇÃO TEÓRICA

Energia Potencial Eletrostática:

Imagine um campo elétrico gerado por uma carga Q, ao ser colocada um carga de prova q em seu espaço de atuação podemos perceber que, conforme a combinação de sinais entre as duas cargas, esta carga q, será atraída ou repelida, adquirindo movimento, e consequentemente Energia Cinética.

Lembrando da energia cinética estudada em mecânica, sabemos que para que um corpo adquira energia cinética é necessário que haja uma energia potencial armazenada de alguma forma. Quando esta energia está ligada à atuação de um campo elétrico, é chamada Energia Potencial Elétrica ou Eletrostática, simbolizada por [pic 1].

[pic 2]

A unidade usada para a [pic 3]é o joule (J).

Pode-se dizer que a carga geradora produz um campo elétrico que pode ser descrito por uma grandeza chamada Potencial Elétrico (ou eletrostático).De forma análoga ao Campo Elétrico, o potencial pode ser descrito como o quociente entre a energia potencial elétrica e a carga de prova q. Ou seja:

[pic 4]

Um exemplo que resumidamente explicaria tudo é, considere duas placas paralelas e ambas eletrizadas uniformemente com cargas de sinais opostos que originam um campo elétrico uniforme. Quando colocada uma carga elétrica puntiforme entre as placas, como na figura a seguir, a carga elétrica deslocará do ponto A ao ponto B sob a ação da força elétrica F = q.E.

[pic 5]

No ponto A, a carga encontra-se em repouso, e ao chegar ao ponto B, ela terá velocidade e, associada a ela, energia cinética. Logo percebemos que no ponto A, a carga tem, associada a ela, energia em potencial com relação a B e essa energia é chamada de energia potencial elétrica. Ao longo da trajetória da carga q do ponto A ao ponto B, na medida em que ela ganha velocidade, a energia potencial elétrica vai diminuindo; e a soma dessas duas formas de energia ao longo de toda a trajetória resulta sempre em um mesmo valor; logo, a força elétrica é conservativa e o trabalho realizado por ela entre dois pontos independe da trajetória.

Trabalho da Força Elétrica:

O trabalho [pic 6] que uma carga elétrica realiza é análogo ao trabalho realizado pelas outras energias potenciais usadas no estudo de mecânica, ou seja: Se imaginarmos dois pontos em um campo elétrico, cada um deles terá energia potencial dada por:

[pic 7]

Sendo o trabalho realizado entre os dois pontos:

[pic 8]

Mas sabemos que, quando a força considerada é a eletrostática, então:

[pic 9]

 Diferença de potencial entre dois pontos:

Considere dois pontos de um campo elétrico, A e B, cada um com um posto a uma distância diferente da carga geradora, ou seja, com potenciais diferentes. Se quisermos saber a diferença de potenciais entre os dois devemos considerar a distância entre cada um deles. Em um caso no qual o campo elétrico é uniforme, essa equação relaciona a diferença de potencial elétrico entre duas superfícies equipotenciais, com distâncias entre elas.
           É importante lembrar que a equação acima só se aplica para campos elétricos uniformes e que deve ser medida sempre paralelamente às linhas de força.

2- OBJETIVO

Estimar o potencial eletrostático do gerador de correia eletrostático devido ao tempo de funcionamento.

3- MATERIAL UTILIZADO

1. Gerador Eletrostático;
2. Cronômetro;
3. Cabos;
4. Régua;
5. Barbante.

4- METODOLOGIA

1. Após conectar o gerador ao terra ligue-o e aguarde 30 segundos;

1. Aproxime o cabo conectado ao terra, da esfera superior, e pare quando houver o faiscamento;

1. Meça com a régua a distância da esfera até a ponta do cabo;
   
2. Com essa distância é possível estimar o potencial eletrostático do gerador;
   
3. Repita o procedimento para os outros tempos da tabela abaixo.

5- RESULTADOS E ANÁLISES

Tempo (s)	Distância (m)	Potencial Eletrostático (v)
30	0,055	165000
60	0,078	234000
90	0,093	279000

Ionização do ar (seco): 3x10^6 v/m

6- CONCLUSÃO

Com base em testes e experimentos, vimos algumas propriedades e conhecemos alguns conceitos sobre a energia potencial eletrostática e também sobre o trabalho da força elétrica. No laboratório foi realizado um experimento que consistia em uma pessoa cronometrar um certo tempo do gerador ligado, e ao atingir uma certa distância especifica outra pessoa aproximava a haste do gerador da cuba eletrostática, até que houvesse sinal do primeiro faiscamento ( pequeno arco voltaico ) e após isso desligado o gerador e medido a distância gerada entre a ponta da haste e a esfera, usamos uma barbante e uma régua pra obter os valores. Com isso fizemos esse teste com três diferentes tempos de gerador em funcionamento, anotamos os valores coletados e com base na informação dada sobre a ionização do ar seco, foram feitos cálculos para que obtivéssemos  o valor aproximado do potencial eletrostático do gerador usado.