Experiência: superfícies equipotenciais

Física III - Relatório

Experiência: Superfícies equipotenciais

1- Objetivo:

O objetivo desta experiência é comprovar a existência de cargas elétricas em toda a superfície da esfera.

2 - Introdução:

Carga elétrica na superfície da esfera: (Superfície Equipotencial)

Comprovamos que a superfície é equipotencial com a presença de cargas elétricas.

A carga elétrica é uma das propriedades fundamentais da matéria associada a algumas partículas elementares (partículas que constituem os átomos como: prótons, elétrons, nêutrons).

Algumas partículas não possuem carga e são chamadas de neutras, como o neutro.

Superfícies equipotenciais são superfícies de um campo elétrico, onde todos os pontos apresentam mesmo potencial elétrico, ou seja, suas linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície. Se um condutor elétrico apresenta equilíbrio em sua superfície, esta superfície é equipotencial.

Na experiência verificaremos a carga elétrica na superfície, comprovando assim existência de prótons e elétrons, logo, também a existência de tensão, que será inversamente proporcional á distância. A este processo dá-se o nome de Superfície Equipotencial.

2.1 - Da fórmula:

Ao colocarmos uma carga elétrica puntiforme em um ponto qualquer do espaço e longe de outras cargas elétricas, calculamos o potencial elétrico em um ponto próximo a ela através da seguinte relação:

Onde k é a constante eletrostática, Q é o valor da carga puntiforme e d é a distância que separa as cargas. Através dessa equação podemos afirmar que todos os pontos próximos da carga elétrica geradora apresentam o mesmo potencial elétrico.

2.2 - Material utilizado: Voltímetro trapezoidal, fonte de tensão, travessa de água, sal, duas esferas de diâmetros diferentes, folha em papel milimetrado.

2.3 – Montagem

A fonte de tensão foi ligada ao voltímetro, e esta foi aproximada ao longo da superfície da esfera, dentro da água, em vários pontos diferentes, de acordo com as coordenadas (X,Y).

3 – Medidas realizadas:

3.1 – Gráficos e tabelas:

Conclusão:

O experimento nos mostra que as linhas equipotenciais são de forma esférica, com as coordenadas “x e y” variando em todas as direções, e o campo elétrico produzido por esses eletrodos é radial ao eletrodo, aproximando-se do eletrodo negativamente carregado e afastando-se do eletrodo positivamente carregado.

Podemos notar que o potencial é