EXPERIENCIA 4

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
Turma nº 3010
Experiência nº 4
Data 25/03/2015
Nome da experiência: 
Superfícies Equipotenciais e Análise das Linhas de Campo Elétrico
	 Professora: Lourdes
	Alunos: Fernando Levy
	 Jessé Gonçalves
	 Jarbas Nunes
	 Valter Viana
	 
	INTRODUÇÃO 
Determinar e observar com o conhecimento transmitido na explicação inicial e na sala de aula com o professor, como se comporta uma superfície equipotencial que possui vários pontos distintos, o objetivo é encontrar o mesmo potencial elétrico em seu eixo e em seguida analisaremos suas linhas de campo elétrico. 
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
Utilizaremos para essa experiência os conceitos de campo elétrico, potencial elétrico e Superfície Equipotencial definidas abaixo:
Campo Elétrico é a região na qual um corpo eletrizado ou carga de prova quando colocada em repouso em qualquer ponto sofre a ação de uma força. O Campo Elétrico é dado por: E(r) = ∑ F/q0, onde E = campo elétrico; F= força e Q0 = carga elétrica.
Potencial Elétrico: é a capacidade que um corpo energizado tem de realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. Com relação a um campo elétrico, interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto desse campo. Para medir essa capacidade, utiliza-se a grandeza potencial elétrico, sua unidade é Volt. Ele pode ser calculado pela expressão: 
V=E/Q, onde V = potencial elétrico; E= campo elétrico; Q =carga elétrica.
Superfície Equipotencial: São linhas de força as quais não possuem variação na diferença de potencial. No caso de um campo elétrico uniforme, as superfícies são uma família de planos perpendiculares às linhas de campo.
MATERIAL UTILIZADO
- Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável;
- Uma cuba projetável com escala milimetrada;
- Dois eletrodos reto-planos;
- Uma chave liga-desliga;
- Um multímetro;
- Cinco conexões com pinos banana e jacaré;
- Um Becker com 400 ml de água com sal;
- Uma ponteira de medição.
RESULTADOS
MONTAGEM EXPERIMENTAL
Montamos os materiais da experiência conforme foto abaixo:
 
 
Seguimos o procedimento da experiência:
1- Ligações e ajuste de tensão
- Colocamos água na cuba cobrindo os eletrodos retos
- Efetuamos as conexões elétricas conforme indicada na figura 1
- Ligamos a fonte de alimentação e regulamos a tensão de saída para 2,0 V
- Ajustamos a escala do voltímetro para 20 V em CC
2- Medição dos potencias
Aguardamos alguns segundos e iniciamos as medições para acharmos os seguintes potenciais elétricos 0,5 V, 1,0 V e 1,5V
- Iniciamos as medições com a ponteira do voltímetro, buscando achar o potencial 1,0 V, não obtivemos sucesso o voltímetro registrava 0,17 V, em toda a extensão da cuba, desligamos a fonte, conferimos as ligações, religamos a fonte e aumentamos a tensão de saída para 2,5 V e a medição do voltímetro não alterava significativamente.
Foram substituídos alguns cabos e nessa ocasião o voltímetro começou a medir corretamente conforme o esperado, voltamos a tensão para 2,0 V.
Encontramos o potencial de 1,0 V e marcamos na escala milimetrada na parte inferior da cuba e subimos com a ponteira do voltímetro em toda sua extensão e a leitura variava um pouco.
foto
- Repetimos as medições para 1,5 V, onde registramos o valor de 1,5 V bem próximo a eletrodo positivo na parte inferior da cuba e subimos com a ponteira e toda sua extensão e a leitura variava muito pouco.
Foto
- Repetimos as medições para 0,5 V é não obtivemos sucesso não conseguimos a medida em toda cuba o voltímetro indicava 0,8 V.
Reduzimos a tensão de saída da fonte para 1,2 V e ai conseguimos a medição de 0,5 V.
Encontramos o potencial de 0,5 v na parte inferior da cuba e subimos a ponteira e a leitura variava um pouco.
Foto
A partir destas observações, como você poderia definir uma superfície equipotencial de um campo elétrico?
Superfície equipotencial de um campo elétrico é o conjunto de pontos que apresentam o mesmo potencial elétrico, são equidistantes da fonte e suas linhas de força são sempre perpendiculares a sua superfície.
Verifique se a profundidade com que a ponteira penetra no eletrodo altera a leitura da ddp.
Não altera, pois, a superfície e equipotencial e não afeta na medição
Existe uma diferença de potencial entre dois pontos quaisquer contidos nesta superfície? Justifique sua resposta.
 Em qualquer direção ao longo duma superfície equipotencial, o produto escalar  é nulo, já que ddp =0. Isso implica que o campo elétrico é perpendicular às superfícies equipotenciais
Como se encontram os pontos da superfície observada em relação ao potencial que possuem?
Como se comporta o módulo do campo elétrico em diferentes pontos de uma mesma superfície equipotencial?
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
 Foram encontrados os valores esperados, mas tivemos muita dificuldade para realizar a experiência e encontrar os potenciais pedidos, em nossa opinião deve-se as condições das barras dos eletrodos que apresentam muita corrosão, desalinhamento dos eletrodos, mau contato nos cabos e terminais.
 Com o auxílio da professora conseguimos sanar alguns problemas e verificamos que as superfícies equipotenciais realmente seguem as linhas de campo não alterando o seu valor, conforme demostrada acima.
CONCLUSÃO
 Podemos concluir que as superfícies equipotenciais seguem as linhas de campo onde a diferença potencial é igual nos pontos medidos. Com relação aos valores apresentados podemos notar a grande semelhança entre o experimento e o resultado esperado, isso levando em consideração a precisão do voltímetro e da escala quadriculada utilizada além da solução na cuba de vidro que influenciam bastante no valor final. 
 Para o entendimento da teoria apresentada essa experiência foi muito útil para o aprendizado, pois podemos comprovar na pratica como se comporta uma superfície equipotencial.
	 
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