Campo Eletrico

Relatório - FIS411

Experiência 01

“Campo e Potencial Eletrostáticos”

Universidade Feral de Itajubá

Aluno: Maurício Faria de Oliveira

Matrícula: 13290 Curso: ECO

Professor: Farnézio

( índice )

( página 02 ) índice

( página 03 ) introdução

( página 04 ) procedimento experimental

( página 05 ) análise de dados

( página 06 ) .. tabelas

( página 07 ) .. gráficos e incertezas

( página 10) conclusões

( página 10) bibliografia

( introdução )

.. definições

Campo e Potencial Eletrostáticos

O campo e o potencial eletrostáticos são propriedades de uma molécula que surgem da interação entre uma sonda carregada, tal como uma carga pontual unitária positiva representando um próton, e a molécula alvo, e estão relacionados pela relação algébrica E(r) = - Grad V(r).

O potencial eletrostático é uma propriedade física igual em magnitude à energia eletrostática entre a distribuição de carga estática, r(r), de um sistema atômico ou molecular e uma carga pontual unitária positiva localizada em r.

O potencial eletrostático V(r) que é produzido em qualquer ponto r pelos elétrons e pelos núcleos (A) de um sistema é dado por:

O campo de força é um conjunto de funções e parametrização usadas em cálculos de mecânica molecular. Dentro da abordagem da mecânica molecular, é um conjunto de funções de potencial que definem as energias de estiramento de ligação e de distorção de ângulo de de uma molécula.

curiosidade:

O campo e o potencial são usados em estudos de relações quantitativas estrutura-atividade tridimensionais (3D-QSAR) e para comparar ou estimar a semelhança de um conjunto de moléculas.

( procedimento experimental )

.. material utilizado

Gerador de Van de Graaff

Fonte de tensão

Bandejas (circular não graduada e retangular graduada)

Óleo vegetal

Farinha de mandioca

Eletrodos (planos, retos e puntiformes)

Sondas metálicas

Voltímetro DC

Cabos condutores

.. procedimento em laboratório

primeira etapa

“ visualização das linhas de força “

Observamos a movimentação dos pontos da farinha de mandioca na bandeja circular com óleo vegetal em várias combinações de eletrodos, suas posições, quantidade e polaridade, utilizando para isso o Gerador de Van de Graaff, visando encontrar as linhas de força presentes no processo.

Maiores detalhes de discussão na seção análise de dados.

segunda etapa

“ determinação das linhas equipotenciais “

Com o voltímetro medimos as diferenças de potencial - geradas pela fonte de tensão - ao longo da bandeja retangular graduada, preenchida com água e ligada com dois eletrodos de polaridades diferentes - paralelos e latitudinais -, utilizando para isso a sonda metálica.

Maiores detalhes de discussão na seção análise de dados.

( análise de dados )

.. análise da primeira etapa

combinação 1:

um eletrodo puntiforme ligado ao gerador de Van de Graaff, posicionado no centro da bandeja circular

Observamos linhas perpendiculares à circunferência do eletrodo, avaliando um campo de força radial, partindo do eletrodo para as bordas.

combinação 2:

dois eletrodos puntiformes ligados ao gerador, com a mesma polaridade, posicionados a uma distância de aproximadamente 5cm um do outro

Observamos linhas curvas, com comportamento repulsivo entre si, destacado pelo eixo meridional na figura.

combinação 3:

idêntica a anterior, exceto por um eletrodo estar ligado ao terra do gerador, causando uma diferença de polaridade relativa entre os dois eletrodos

Observamos a formação de linhas curvas, que fazem a ligação direta entre os eletrodos de polaridades diferentes, perpendiculares à superfície dos eletrodos no ínicio e no fim do seu traçado.

combinação 4:

dois eletrodos retos e paralelos, com polaridades relativas diferentes (utilizando o mesmo processo do item anterior)

Observamos a formação de linhas retas e paralelas entre si, perpendiculares a ambos os eletrodos. Avaliamos a formação de um campo de força linear entre os dois eletrodos.

.. análise da segunda etapa

linhas equipotenciais