7/24/2019 1 Campo e Potencial Eletrostático http://slidepdf.com/reader/full/1-campo-e-potencial-eletrostatico 1/13 Campo e Potencial Eletrostático Condutores e Densidade Superfcial de Cargas Resumo O presente experimento pretende mostrar conceitos de campo elétrico, superfícies equipotenciais, potencial elétrico, condutores e densidade supercial de cargas através de uma montagem experimental que através da coleta de dados tentou-se comprovar algumas proposições armadas a respeito dos conceitos físicos mencionados à cima. Sumário Obetivos................................................................................................ .......pag.! "ntroduç#o $e%rica.......................................................................................pag.! &aterial 'tili(ado........................................................................................pag.) *rocedimento +xperimental........................................................................pag.) esultados.............................................................................................. ......pag.) iscuss#o............................................................................................... ......pag. /onclus#o............................................................................................... ......pag. 0ibliograa............................................................................................. ......pag.!
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O presente experimento pretende mostrar conceitos de campo
elétrico, superfícies equipotenciais, potencial elétrico, condutores edensidade supercial de cargas através de uma montagemexperimental que através da coleta de dados tentou-se comprovaralgumas proposições armadas a respeito dos conceitos físicosmencionados à cima.
eterminar as lin1as equipotenciais para algumas distribuiçõesde cargas, relacionando-as com lin1as de força. eterminar o vetor
campo elétrico +2r3, a partir do potencial eletrost4tico 52r3. "denticara diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um campoelétrico
- !ntrodu"#o $e%rica:
&1& Campo el'trico:
O campo elétrico pode ser entendido como sendo uma entidadefísica que transmite a todo o espaço a informaç#o da exist6ncia de
um corpo eletri(ado 273 e, ao colocarmos outra carga 2q3 nestaregi#o, ser4 constatada a exist6ncia de uma força 8 de origemelétrica agindo nesta carga 2q3. O campo elétrico é denido como
E= F
q 2+quaç#o 3
O campo elétrico devido à carga pontual q a uma dist9ncia de r da
carga é
E=k q
r ²r̂ 2+quaç#o !3
Onde r̂ é um vetor unit4rio orientado da carga para o ponto em
O campo elétrico de uma distribuiç#o contínua de carga em um pontoé
E=k ∫dq
r ²r̂ 2+quaç#o :3
;s lin1as de campo elétrico s#o <teis para descrever o campoelétrico em qualquer regi#o do espaço. O vetor + do campo elétrico ésempre tangente 4s lin1as do campo elétrico em cada ponto.
*ara uma carga pontual positiva, as lin1as est#o orientadasradialmente para fora. *ara uma carga pontual positiva, as lin1asest#o orientadas radialmente para dentro.
&& Potencial el'trico:
O potencial elétrico é uma propriedade do espaço onde existeum campo elétrico. 'm campo elétrico pode ser produ(ido por cargapontual ou por alguma distribuiç#o de carga, pois o potencialdepende da carga que cria o campo e da posiç#o relativa à carga. Opotencial elétrico devido à uma distribuiç#o contínua de carga é
V =k ∫dq
r 2+quaç#o )3
&(& Di)eren"a de potencial el'trico&
; diferença de potencial entre dois pontos, em uma regi#osueita a um campo elétrico, depende apenas da posiç#o dos pontos.
;ssim, podemos atribuir a cada ponto um potencial elétrico, de talmaneira que a diferença de potencial entre eles correspondaexatamente à diferença entre seus potenciais, como o pr%prio nomeindica. 8isicamente, é a diferença de potencial que interessa, poiscorresponde ao trabal1o da força elétrica por unidade de carga.
+m física, num campo conservativo, uma superfícieequipotencial consiste na superfície de todos os pontos que seencontram ao mesmo potencial. >uperfícies equipotenciais s#operpendiculares às lin1as do campo elétrico.
&& Condutores:
>#o materiais nos quais as cargas elétricas se deslocam demaneira relativamente livre. 'm condutor em equilíbrio eletrost4ticopossui as seguintes propriedades?
• O campo elétrico é nulo em toda parte do condutor.• >e o condutor isolado tiver uma carga líquida, a carga em
excesso residir4 inteiramente em sua superfície.• O campo elétrico imediatamente fora do condutor
carregado é perpendicular 4 superfície do condutor e tem
uma magnitude de σ /ϵ @, onde σ é a carga por
unidade de 4rea nesse ponto.• +m um condutor de forma irregular, a carga por unidade
de 4rea é m4xima nas posições onde o raio de curvaturada superfície é mínimo.
(- .aterial /tili0ado:
• Aerador 5an de AraB.• 8onte de tens#o 2@5 a :@53.• 0andea retangular graduada.• Cleo.• 8arin1a de mandioca.• +letrodos planos.• ;nel met4lico.• >ondas met4licas.• &ultímetro.• /abos.
*- Procedimento Eperimental:
Parte 2: Determina"#o das lin3as E,uipotenciais
• +nc1eu-se a bandea com 4gua.• *osicionou-se os eletrodos paralelamente entre si.• ;ustou-se a fonte de tens#o em !)5.• ;dotou-se um referencial baseado na graduaç#o da
/om auxilio do softJare Origin F.@ austou-se a mel1or curvaaos pontos obtendo
52r3 K !@,:@ L ,@r
>abemos que −∇V (r )= E
;plicando o gradiente na funç#o 52r3 obtida encontramos ocampo elétrico?
E=1,01 ^ x
<- Discuss#o:
;lguns pontos anotados tiveram uma pequena variaç#o no valordo potencial. *ontos que por estarem simétricos levando a entender
que o potencial tivesse o mesmo valor, n#o obtiveram o resultadoesperado. Os eletrodos n#o estavam perfeitamente alin1ados. ; mesan#o estava nivelada. 0ol1as de ar na 4gua podem ter ocasionado umavariaç#o no potencial de alguns pontos.
=- Conclus#o:
;s superfícies equipotenciais foram visuali(adas como oesperado. +m suas diferentes disposições, o arrano experimentalpossibilitou a visuali(aç#o de diferentes formas de equipotenciais.
Observou-se que dentro de um condutor o potencial é constante.