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relatorio campo eletrico, Trabalhos de Física Experimental

relatorio abordando conceitos, pratica, analises e conclusao

Tipologia: Trabalhos

2019

Compartilhado em 17/08/2019

lais-inoue-oku
lais-inoue-oku 🇧🇷

4.4

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL 3
CAMPO ELÉTRICO
ACADÊMICOS:
CURSO: Engenharia Civil – 2532 - 07
PROFESSOR:
MARINGÁ, 27 DE MAIO DE 2019
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho aborda conceitos e estudos teóricos sobre campo elétrico,
bem como o estudo da prática no qual serão analisadas as superfícies equipotenciais
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL 3

CAMPO ELÉTRICO

ACADÊMICOS:

CURSO: Engenharia Civil – 2532 - 07 PROFESSOR:

MARINGÁ, 27 DE MAIO DE 2019

1. INTRODUÇÃO

O presente trabalho aborda conceitos e estudos teóricos sobre campo elétrico, bem como o estudo da prática no qual serão analisadas as superfícies equipotenciais

em um dipolo elétrico, as superfícies equipotenciais em um campo elétrico uniforme e o comportamento destes quando um anel metálico é inserido ao sistema.

  1. OBJETIVO Analisar o comportamento do campo elétrico das superfícies equipotenciais em condições de tensão, sendo essas: dipolo elétrico e placas carregadas paralelamente.
  2. EMBASAMENTO TEÓRICO Do mesmo modo que a Terra possui um campo gravitacional, uma carga também tem um campo o qual pode influenciar cargas de prova nele colocadas. Sendo assim, por analogia tem-se: Em que: : Força peso; : Massa; : Campo gravitacional; Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico () é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradoras () do campo e da carga de prova () e a própria carga de prova (), ou seja: Denomina-se campo elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade , de forma que qualquer carga de prova de fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por. Uma carga de prova pode ser definida como um corpo pontual de carga conhecida, utilizada para detectar a existência de um campo elétrico, também possibilitando o cálculo de sua intensidade. Voltando à analogia com o campo gravitacional, o campo elétrico é definido como um vetor com a mesma direção do vetor força de interação entre a carga geradora e a carga de prova e sentido:

Figura 2: Sentido do campo elétrico em cargas isoladas. A intensidade do campo elétrico pode ser calculada através da equação:

Em que: : Campo elétrico; : Força elétrica; : Carga elétrica; No sistema internacional de unidade, a intensidade do campo elétrico é medida em Newton por Coulomb ().

Interpretando esta unidade pode-se concluir que o campo elétrico descreve o valor da força elétrica que atua por unidade de carga, para as cargas colocadas no seu espaço de atuação.

Levando em consideração um campo elétrico gerado por uma carga , ao ser colocada uma carga de prova em seu espaço de atuação podemos perceber que, conforme a combinação de sinais entre as duas cargas, a carga de prova será atraída ou repelida, adquirindo movimento, e consequentemente, energia cinética.

Sabe-se que para um corpo adquirir energia cinética, é necessário que haja energia potencial armazenada de alguma forma. Quando esta energia está ligada à atuação de um campo elétrico, é chamada energia potencial elétrica ou eletrostática, simbolizada por.

Pode-se dizer que a carga geradora produz um campo elétrico que pode ser descrito por uma grandeza chamada potencial elétrico (ou eletrostático).

De forma análoga ao campo elétrico, o potencial pode ser descrito como o quociente entre a energia potencial elétrica e a carga de prova. Ou seja:

Logo:

A unidade adotada no sistema internacional de unidades para o potencial elétrico é o Volt (), que pode ser escrita também como Joule por Coulomb ().

4. RELATO DE EXPERIMENTO

4.1. Materiais e equipamentos

  • (^) Cuba com água;
  • Gerador de função;
  • Voltímetro;
  • Papel milimetrado;
  • Pontas de prova;
  • (^) Placas metálicas. FASE 1 4.2. Procedimento
  • Montagem do sistema para a configuração do dipolo elétrico (Figura 3);

Figura 4: Posição dos pontos C, D e E.

  • Registrada a posição das pontas de prova (Tabela 2);
  • Traçada a direção do campo elétrico em uma superfície equipotencial fora do anel metálico inserido e outra entre placas metálicas paralelas. 4.3. Resultados

Tabela 1: Dados obtidos para as superfícies equipotenciais em um dipolo elétrico.

2 0 4,5 0 7 0 5 11,2 6,7 12,5 3,2 0,75 9,3 6, 2,5 1,3 5 1,8 7,3 0,8 5 2,1 7 11 4,2 2,5 9,2 5 3 2,5 5,5 4,6 9,5 0 4,3 13 9,6 3,5 4,5 4 9 2, 3,5 3,6 5 11,9 9 2,9 4,8 1,1 6,8 1,1 5 6,5 8,5 0, 4 5,5 4,5 14 8,2 6,5 4,3 0,3 7,2 1,7 4,8 9 9,2 8, 3,5 11,9 5,1 0,2 9,7 0,6 4,9 1,4 7,7 6,5 4,6 9,9 9,1 9,

XYCDE

Tabela 2: Dados para medidas com as duas pontas de prova.

Medida Ponto C (3,6, 7,7) (4,6, 7,6) 0, D (2,5, 12) (3,5, 12) 0, E (11,6, 12,3) (12,6, 12) 0,

FASE 2

4.4. Procedimento

  • Substituído as pontas pelas placas metálicas;
  • Em uma folha de papel milimetrado, foi delimitado uma superfície 15cm por 15cm;
  • Medida a distância entre as placas metálicas, L=15,4cm;
  • Para cada um dos três pontos foram anotadas três superfícies equipotenciais (Tabela 3);
  • Na configuração para as placas paralelas, foi inserido o anel metálico entre as placas e foi determinado cinco pontos no interior do anel (Tabela 4). 4.5. Resultados Tabela 3: Dados obtidos para as superfícies equipotenciais entre as placas paralelas metálicas.

9 9,9 5 4,9 2,5 6 7,3 9,9 10,4 4,9 3,4 6 6,6 9,9 7,3 4,9 5,2 6

executado em laboratório, tal fato não se concretizou, todavia a variação foi de somente 0,003 V, ou seja, muito próximo a um valor constante de campo elétrico.

  1. CONCLUSÃO A partir do experimento realizado, constata-se que as superfícies equipotenciais (compostas por pontos de mesma diferença de potencial) de um campo são perpenciculares às linhas de campo elétrico. Conclui-se também que o campo elétrico no interior de um anel metálico é nulo, uma vez que não há variação no potencial medido. Na medição da diferença de potencial em pontos no interior do anel, os valores obtidos experimentalmente variam pouco, sendo praticamente constantes. Assim, as informações verificadas no experimento condizem com a teoria estudada.
  2. BIBLIOGRAFIA HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.; Fundamentos de Física Volume 3: Eletromagnetismo, Rio de Janeiro: LTC Editora, 2008. 12 a 17 a 240p.

https://www.todamateria.com.br/campo-eletrico/, acessado em 20/05/19.