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NOME _________________________________
ESCOLA________________________________
EQUIPE_____________SÉRIE______________
PERÍODO_____________ DATA ____________
OBJETIVOS
• Obter superfícies equipotenciais em uma cuba eletrolítica.
• Mapear o campo elétrico a partir das superfícies equipotenciais.
• Desenvolver os conceitos de potencial e campo.
• Familiarizar-se com o campo para diversas distribuições de carga.
INTRODUÇÃO
O vetor campo elétrico (E) em um ponto do espaço é definido como a relação entre a força que
uma carga sente se for colocada naquele ponto e o valor da carga. Isto é, se colocarmos uma
carga q em um ponto em que o campo é E, a força sobre esta carga será:
F = q E (1.1)
e
E = F/q (1.2)
Medir o campo elétrico, então, pode ser feito medindo a força que age sobre uma carga
conhecida.
Uma forma alternativa, e mais prática, de se medir o campo elétrico é a partir do potencial elétrico.
Quando uma carga q é deslocada de um ponto com potencial VA para outro ponto com potencial
VB o campo elétrico realiza sobre ela um trabalho q (VA − VB). Como o trabalho é a força
multiplicada pela distância, a força média pode ser calculada se conhecemos o potencial e a
distância. Conhecendo a força e a carga também podemos calcular o campo:
F d = q (VA − VB) ⇒ F / q = (VA − VB) /d (.3)
Substituindo 1.2 em 1.3:
E = (VA − VB) /d (1.4)
Se conhecermos duas superfícies nas quais o potencial elétrico é constante – as equipotenciais –
podemos calcular o campo elétrico médio entre elas lembrando que o campo é sempre
perpendicular às equipotenciais e usando a fórmula acima para calcular seu valor.
Infelizmente é muito difícil medir os campos eletrostáticos diretamente. As cargas envolvidas, em
geral, são muito pequenas e podem ser alteradas no processo de medição. Neste experimento
substituímos o dielétrico que normalmente separa as cargas (vácuo ou dielétrico) por uma solução
que seja condutora. Deste modo as cargas fluem dentro da solução e devem ser rapidamente
substituídas de modo a manter o campo constante. Isto se consegue com o uso de uma bateria ou
de uma fonte de tensão constante. Como veremos, o potencial elétrico dentro da solução pode ser
facilmente medido e a partir dele podemos calcular o campo elétrico.
Um conceito bastante útil na visualização de um campo elétrico é o de linha de força. Uma linha
de força é uma linha que é paralela ao campo elétrico em qualquer ponto. Assim quando
desenhamos uma linha de força temos uma idéia bastante clara da “forma” do campo elétrico. Na
figura 1 o campo elétrico é representado por linhas de força e por equipotenciais em duas
situações simples. Uma propriedade importante das linhas de força é que elas são sempre
perpendiculares às equipotenciais.
FÍSICA
ELETRICIDADE:
Cuba Eletrolítica
Mapeando Campos Elétricos
