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Relátorio 2 - Campo elétrico
Tipologia: Notas de estudo
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LABORATÓRIO de FÍSICA II
Relatório Nº
Eder Martim – RA: 201090326 Leandro Mateucci – RA: 200090148 Max Murilo Rossete – RA: 201090278 Ronaldo Bebe – RA: 200090219
Prof: Julio César Martins De Oliveira Piracicaba - SP, 28 de agosto de 2010
Conceito de campo
Campo elétrico é o campo de força provocado por cargas elétricas ou por um sistema de cargas, que estão sujeitas a uma força elétrica. Em geral ocorrendo em uma certa região do espaço, chamado de campo elétrico. As grandezas físicas que dão origem
O conceito de linhas de força foi introduzido pelo físico inglês M. Faraday, no século passado, com a finalidade de representar o campo elétrico através de diagramas. Para que possamos compreender esta concepção de Faraday, suponhamos uma carga puntual positiva Q criando um campo elétrico no espaço em torno dela. Como Sabemos, em cada ponto deste espaço temos um vetor , cujo módulo diminui à medida que nos afastamos da carga. Na figura estão representados estes vetores em alguns pontos em torno de Q. Consideremos os vetores 1 , 2 , 3 etc., que tem a mesma direção, e tracemos uma linha passando por estes vetores e orientada no mesmo sentido deles, como mostra a figura esta linha é, então é tangente a cada um dos vetores 1 , 2 , 3 etc. Uma linha como esta é denominada linha de força do campo elétrico. De maneira semelhante, podemos traçar várias outras linhas de força do campo elétrico criado pela carga Q, como foi feito na fig.08-b. Esta figura nos fornece uma representação do campo elétrico da maneira proposta por Faraday.
Campo Uniforme
Campo Uniforme é definido como uma região em que todos os pontos possuem o mesmo vetor campo elétrico em módulo, direção e sentido. Sendo assim, as linhas de força são paralelas e eqüidistantes.
Para produzir um campo com essas características, basta utilizar duas placas planas e paralelas eletrizadas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos. Um capacitor pode ser citado como exemplo de criador de campo elétrico uniforme. Concluímos, então, que o campo elétrico existente entre as placas tem, em qualquer ponto, o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido. Um campo como este é denominado campo elétrico uniforme e pode ser representado por um vetor , e que esse vetor força é perpendicular às placas e está orientada da placa positiva para a negativa.
Superfícies equipotenciais
Denomina-se superfície eqüipotencial o lugar geométrico dos pontos que têm mesmo potencial elétrico. Nenhum trabalho é realizado no deslocamento de uma carga de prova entre dois pontos de uma mesma superfície equipotencial onde todos os pontos se encontram ao mesmo potencial..
Para aumentar a separação entre as cargas, é preciso que um agente externo realize um trabalho, cujo sinal poderá ser positivo ou negativo, conforme sejam as cargas de sinais iguais ou opostos. Como sabemos, a esse trabalho corresponde uma energia armazenada no sistema sob a forma de energia potencial elétrica. Assim, definiremos a energia potencial elétrica de um sistema de cargas elétricas puntiformes como sendo o trabalho externo realizado para trazê-las em equilíbrio de uma separação infinita até a configuração atual.
DDP e a relação com o campo
A relação entre campo elétrico e o potencial é.
Na figura, vemos a interpretação geométrica. A diferença de potencial é a área sob a curva entre as posições A e B. Quando o campo é constante V (^) A -V (^) B=E·d que é a área do retângulo sombreado. O campo elétrico E é conservativo o que quer dizer que em um caminho fechado se cumpre
Dado o potencial V podemos calcular o vetor campo elétrico E , mediante o operador gradiente.
Os dados coletados encontram-se sintetizados na tabela abaixo: Tabela 1: Posição (d) em função de (v) Utilizando-se os dados acima foi possível construir o gráfico 1 e determinar a equação através de regressão linear, pois a linha de tendência assemelha-se a uma reta para encontrar a tensão em função da distância. Gráfico 1: Gráfico de tendência utilizado para obter a regressão linear Obtêm-se a seguinte equação: Y = 43,547.x Fazendo uma analogia com a equação 4: Va Vb = E.d Eq. V = 43,547.d Portanto o valor do campo elétrico para esse circuito é de 43,547 V/m. Analizando-se o gráfico encontrado pelo método regressão linear nota-se que a confiabilidade dos dados obtidos na regressão linear é de 96,94%.
Concluímos que campo elétrico é um tipo força que as cargas elétricas geram ao seu redor.
Durante a experiência conseguiu-se demonstrar o campo elétrico com sucesso, conforme previa a teoria exposta para cargas puntiformes e chapas condutoras.
A partir do exposto conclui-se que ao ligar placas planas e paralelas eletrizadas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos foi criado um campo elétrico uniforme. Realizada a medição da ddp e da distância, pode-se obter o valor do campo elétrico através de regressão linear e comprovar que nas linhas eqüipotenciais a tensão é constante.
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.
E que o campo é definido, em qualquer ponto, em termos da força eletrostática que seria exercida sobre uma carga teste positiva colocada num ponto e que campo elétrico é um campo vetorial.
