Campo elétrico. Lei gaussiana

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma

densidade volumétrica de cargas típica, ρ = 1,1 x 10-3 C/m3.

FACULDADE DE NEGÓCIOS E TECNOLOGIA

DA INFORMAÇÃO

Curso de Engenharia Elétrica

FÍSICA III

ATPS ETAPA 1 E 2.

1: José Marcilio Lima de Queiroz - RA - 1107304435

2: Rui Augusto Pinheiro Júnior - RA - 1114301909

3: Elton Hideo Urushibata - RA - 1114301903

4: Ruan Yokoyama Novaes - RA - 1114301870

5: Luis Felipe Rebulo da Silva - RA -2561459072

6: Ricardo do Espirito Santo - RA - 2504124394

7: Érika Paula Alves Ferreira – RA -5665132672

Professor- Douglas

Série - 4B

Brasília

2012

ETAPA 1

Aula Tema: Campo Elétrico. Lei de Gauss

Passo 2

Supor que o pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas associadas ao pó estejam distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica ρ. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justifica

RESPOSTA:

O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro, pois por conversão, as linhas de força tem a mesma orientação do vetor campo elétrico e campos gerados por cargas elétricas negativas tem linhas de forças convergentes.

Passo 3

Escrever uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo elétrico no interior do cano em função da distância r do eixo do cano. O valor de E aumenta ou diminui quando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E e a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para ρ= 1,1 x 10^-3C/m3

(um valor típico).

RESPOSTA:

[pic]=Volume do cubo

[pic]

[pic]

Pela equação acima, o valor de E aumenta quando a distância radial aumenta.

O campo máximo ocorre quando r=R que é em 5cm.

[pic]

Passo 4

Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a primeira condição, ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma centelha? Onde?

RESPOSTA:

Esse campo Elétrico poderá produzir uma centelha elétrica, pois o valor do campo encontrado é maior que o campo para ruptura dielétrica do ar, ou seja,O campo elétrico de 3.1 *10^6 N/C é maior que o da ruptura 3,0*10^6 N/C. Por esse motivo ele pode produzir uma centelha elétrica em r=R [pic]

ETAPA 2

Aula-tema: Potencial Elétrico. Capacitância.

Passo 1

Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância r a partir do eixo do cano. (O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).

RESPOSTA: