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relatório campo elétrico
Tipologia: Notas de estudo
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FÍSICA EXPERIMENTAL II – TURMA: 31
MARINGÁ SETEMBRO DE 2003
Neste experimento vamos traçar as equipotenciais de um campo elétrico, em uma cuba eletrolítica e determinar o campo elétrico, em módulo, direção e sentido, devido a algumas distribuições de cargas elétricas, em seguida analisaremos o potencial e o campo no interior de um anel metálico, isolado.
Um meio de explicar a força eletrolítica entre cargas é supor que cada carga cria um campo elétrico no espaço ao seu redor. A força eletrostática exercida sobre qualquer uma das cargas deve-se, portanto, ao campo elétrico criado no local da carga considerada por todas as outras cargas.
Entre as muitas conseqüências práticas do conceito de campo eletromagnético, citamos a invenção do rádio, o desenvolvimento do radar, da televisão e do forno microondas, e um conhecimento amplo de um grande número de dispositivos eletromagnéticos, tais como, motores, geradores e transformadores.
Suponhamos que se fixe, num determinado ponto, uma partícula com carga positiva , e, a seguir, coloquemos em suas proximidades uma segunda partícula também positivamente carregada,. De acorda com a lei de Coulomb, sabemos que exerce uma força eletrostática repulsiva sobre , e, com dados suficientes poderíamos determinar o módulo, a direção e o sentido dessa força. O campo elétrico é a forma de que a partícula sente a presença de.
Em qualquer ponto P desse espaço, o campo tem módulo, direção e sentido. O módulo depende do módulo de q 1 e da distancia entre P e q1. A direção e o sentido
O campo elétrico aponta radialmente para fora da carga puntiforme se ela for positiva e radialmente para dentro se ela for negativa.
CAMPO CRIADO POR UMA CHAPA INFINITA CONDUTORA
O módulo do campo elétrico criado por uma chapa condutora com uma densidade de carga constante vale:
(3)
O campo elétrico é perpendicular ao plano da chapa e aponta para fora da chapa se ela for positiva e para dentro se ela for negativa.
CAMPO DENTRO DE UM CONDUTOR ISOLADO
Qualquer carga colocada em um condutor isolado se moverá inteiramente para a superfície do mesmo. Nenhum excesso de carga será encontrado dentro do condutor ou sobre uma cavidade interna. Portanto, o módulo do campo elétrico dentro desse condutor é , e o campo resultante na superfície do condutor é perpendicular a ele.
Para esta experiência foram utilizadas placas metálicas, um anel metálico, uma cuba de vidro, papel milimetrado, um pouco de água, cabos de ligação, uma fonte de alimentação DC variável com precisão de ± 0,1V da marca DAWER, um multímetro digital marca Minipa modelo ET-1502, caneta, caderno e calculadora.
Foram montadas três configurações diferentes para a cuba eletrolítica, conforme a Figura 1, e com a fonte foram polarizados os eletrodos e as placas metálicas.
Figura 1 – Configurações da Cuba Eletrolítica
Na primeira parte colocou-se água na cuba de vidro, duas placas metálicas foram suspensas pela borda da cuba e dois eletrodos foram colocados em contado com a água. A fonte foi ligada e ajustada para 22V entre as placas e, conseqüentemente, entre os eletrodos. Ligou-se o cabo comum do multímetro ao polarizador negativo, e com a ponta positiva mediu-se o potencial nos diversos pontos do papel milimetrado colocado abaixo da cuba (de A1 até P16).
Na segunda parte retiraram-se as duas placas metálicas, e mergulharam- se outros suportes metálicos diretamente na água. A fonte foi ligada e ajustada para 25V entre as placas. Ligou-se o cabo comum do multímetro a placa polarizada negativa, e com a ponta positiva mediu-se o potencial nos diversos pontos do papel milimetrado colocado abaixo da cuba (de A1 até H8).
Na terceira parte acrescentou-se um anel metálico no centro da cuba e com o multímetro mediu-se o potencial nos diversos pontos do papel milimetrado colocado abaixo da cuba (de A1 até P16).
As tabelas a seguir mostram os valores dos potenciais medidos durante a experiência. Na primeira parte a fonte foi ajustada para 22V, já para as duas últimas ela foi ajustada para 25V.
Durante a experiência conseguiu-se demonstrar o campo elétrico com sucesso, conforme previa a teoria exposta para cargas puntiformes e chapas condutoras. Observando-se que as linhas de forças são perpendiculares às superfícies eqüipotenciais.
Na primeira parte, no caso das pontas metálicas que estavam parcialmente imersas, as superfícies eqüipotenciais nos mostram semicírculos.
Na segunda parte, no caso das placas paralelas, as superfícies eqüipotenciais são linhas retas paralelas as placas.
Quando introduzido um anel condutor em um campo elétrico uniforme produzido por placas paralelas, verificamos que há uma indução de cargas na superfície deste anel, e que no seu interior surgirá um campo de módulo igual e sentido opostos, ao campo produzido pelas placas, portanto igual a zero. Por isso observamos que o potencial no interior do anel deve ser constante. Embora no experimento o potencial dentro do anel não fosse constante, ele ficou muito próximo disso, variando de menos de um volt a uma distância de seis centímetros.
Observamos também, que as superfícies eqüipotenciais após a introdução do anel passaram de linhas retas para curvas, isto também foi previsto, já que o campo deve ficar perpendicular à superfície condutora. Ou seja, as superfícies eqüipotenciais devem ser paralelas ao anel condutor. Observa-se essa tendência na Figura 2. 7 -
1 HALLIDAY, D., RESNICK, R. Fundamentos de Física 3. Rio de Janeiro: LTC, 1991, 300p.
2 ANDREY, J. M. Eletrônica básica : teoria e prática. São Paulo: Rideel, 1999, 425p.
1 http://www.fisica.ufmg.br
2 http://www.fisica.ufc.br
3 http://www.fis.uc.pt
4 http://www.if.ufrj.br
5 http://www.if.sc.usp.br
6 http://www.if.ufrgs.br
7 http://www.fisica.ufsc.br
8 http://www.dfi.uem.br
9 http://webfis.df.ibilce.unesp.br/cdf
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11 http://www.if.usp.br
