Relatório De Mapeamento De Campo Elétrico

Mapeamento de Campo Elétrico

OBJETIVOS

O objetivo desse experimento é de demonstrar visualmente a existência das linhas de força através do mapeamento de campo elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van der Graaf excitando eletrodos de formatos diferentes, interpretando o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos e as configurações das linhas de forças entre eles.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Gerador de Van de Graff -- no gerador eletrostático, uma correia isolante recebe cargas superficiais que passam a ser transportadas a outro eletrodo, onde são removidas (como uma escada rolante transporta pessoas). Caracterizando-se assim uma corrente elétrica suficiente para gerar uma voltagem elevada por um curto período de tempo. O gerador eletrostático (Van de Graaff) pode ser entendido como uma esfera metálica isolada da terra que é permanentemente carregada (positiva ou negativamente) através desta correia. Por sua vez, esta correia, é carregada pelo atrito entre a polia e a correia (como se alguém continuamente esfregasse um bastão de plástico em um pedaço de feltro e encostasse o bastão na correia). Em pequenos geradores como este, a diferença de potencial é da ordem de KV (Quilovolt), enquanto que nos grandes aceleradores ela pode ultrapassar 10 MV.

Potencial elétrico – superfície equipotencial - é a propriedade com que um corpo energizado tem de conseguir realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. Com relação a um campo elétrico interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto desse campo. Para medir essa capacidade, utiliza-se a grandeza potencial elétrico. Para obter o potencial elétrico de um ponto, coloca-se nele uma carga de prova q e mede-se a energia potencial adquirida por ela. Essa energia potencial é proporcional ao valor de q. Portanto, o quociente entre a energia potencial e a carga é constante. Esse quociente chama-se potencial elétrico do ponto.

Campo elétrico - linha de força – Um campo elétrico é o campo de força provocada por cargas elétricas (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistema de cargas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas a uma força elétrica. A fórmula do campo elétrico é dada pela relação entre a força eléctrica F e a carga de prova q:

Linhas de Força: As linhas de força (ou de campo) são linhas imaginárias, tangentes

aos vetores campo elétrico em cada ponto do espaço sob influência elétrica e no mesmo sentido dos vetores campo elétrico.

Têm como características, as seguintes propriedades:

 Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas

 As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico

 Duas linhas de força nunca se cruzam

 A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.

MATERIAL UTILIZADO

 Sementes de alpiste (material isolante);

 Óleo Vegetal (de cozinha);

 Gerador de Van de Graaff (ou uma fonte de 9V);

 Eletrodos de várias formas;

 Vidrex cúbico transparente e raso

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

PROCEDIMENTO

1. Colocou – se um pouco de óleo no vidrex e depois as sementes de alpiste. Primeiramente colocamos um eletrodo cilíndrico no meio do vidrex. Ligamos por meio de um condutor à esfera do Gerador de Van De Graaff. O eletrodo recebeu cargas negativas iguais as da esfera produzindo assim no óleo um campo elétrico. Como a carga transferida para o cilindro é negativa as configurações das linhas de campo, por convenção, terão um sentido de aproximação, Ou seja, as cargas chegam no eletrodo.

2. Para obter linhas de forças de um campo criado com cargas de sinais contrários pegamos dois eletrodos cilíndricos. Um foi ligado diretamente na esfera do Gerador de Van de Graaff e o outro na base da esfera. Despois de ligada a esfera um eletrodo recebeu cargas negativas e o outro cargas positivas. Assim o campo elétrico e as configurações das linhas de campo observadas foram das linhas saindo do eletrodo positivo e entrando no eletrodo negativo. Foi feito