Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do

Paraná Campus Pato Branco

Engenharia de Computação

Laboratório de Física III RELATÓRIO EXPERIMENTAL:

SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS.

PROFESSOR: Emir Baude

ACADÊMICOS:

1. Cristiano A. Garcia Dal Posso

2. Igor Hoelscher

3. Luiz felipe benedito

4. Vagner Martinello

Pato Branco - PR

13 de sertembro de 2010

1. INTRODUÇÃO

Neste relatório será demonstrado um experimento para que se possa

fazer a verificação de superfícies equipotenciais. Podemos denominar superfície

equipotencial uma superfície que possui os pontos com o mesmo potencial

elétrico. Com isso o experimento foi realizado com o objetivo de verificar a

formação dessa superfície e obter sua análise gráfica.

2. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

O campo elétrico é um campo vetorial que consiste em uma distribuição

de vetores, um para cada ponto na região ao redor de um objeto carregado, tal

como uma barra carregada.

Michael Faraday introduziu o conceito de campo elétrico no século XVII,

imaginava o espaço ao redor de um corpo carregado sendo preenchido por linhas

de força. Embora não tenha significado físico real, tais linhas fornecem um modo

conveniente de se visualizar a configuração dos campos elétricos.

No eletromagnetismo clássico, o potencial elétrico em certo ponto no

espaço, é o quociente entre energia potencial elétrica e a carga associada a um

campo elétrico estático. É uma grandeza escalar, geralmente medida em volts.

Também é relacionada com a capacidade de um corpo eletrizado realizar trabalho

em relação a certo campo elétrico.

Considerando o campo no espaço, conclui-se que superfícies de

mesmo potencial ou superfícies equipotenciais são planos perpendiculares

à direção do campo, no caso de campo elétrico uniforme.

Denominamos superfície equipotencial a superfície cujos pontos estão ao mesmo potencial. O teorema que relaciona linhas de força com superfícies equipotencial podem ser denominados da seguinte forma; O vetor campo elétrico E é perpendicular a superfície equipotencial em cada ponto dela e, conseqüentemente, as linhas de força são perpendiculares as superfícies equipotenciais. (HALLIDAY, 1996).

DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL

3. Material utilizado

3.1Superfícies Equipotenciais:

• Cuba de vidro;

• Voltímetro;

• Água da torneira (H2O);

• Fonte de tensão (4V CC);

• Eletrodos;

• 2 folhas de papel sulfite quadriculado.

3.2 Descrição do Experimento

Tinha-se sobre a bancada uma cuba de vidro com água e embaixo dela uma

folha quadriculada com o plano cartesiano, marcados os pontos de -5 a 5 para o

eixo x e y. Posicionou-se em dois pontos distintos, em -5 e +5 no eixo x, eletrodos

puntuais. Com um voltímetro mediu-se os pontos onde o potencial apresentava o

mesmo valor, após tomar nota dos pontos em outra folha também com o plano

cartesiano foi possível construir através da união dos pontos as curvas

equipotenciais.

3.3 Resultados Obtidos

Embaixo de uma cuba com água havia uma folha quadriculada com o plano

cartesiano marcado os pontos de -5 a 5 para o eixo x e y. Primeiramente

colocaram-se os eletrodos, um no ponto x=-5 e outro no ponto x=5, com o

auxilio do voltímetro foi medido a diferença de potencial variando os pontos, como

se pode observar na tabela-1. Em cada ponto encontrava-se a diferença de

potencial no eixo x, após percorria-se o eixo y para localizar a mesma diferença de

potencial, foi marcado todos os pontos encontrados em uma folha quadriculada

juntando os pontos formou uma linha de mesmo potencial, figura 1. Porém quando

se compara com a figura 2 (gráfico dos potenciais esperados), conclui-se que não

é exatamente o que se encontrou, apesar de pequenos erros chegou-se próximo

do esperado.

Ponto (x,y) Diferença de Potencial (VCC)

(-5,5) 3.63

(-4,5) 3.25

(-3,5) 2.98

(-2,5) 2.78

(-1,5) 2.60

(0,5) 2.44

(1,5) 2.26

(2,5) 2.06

(3,5) 1.85

(4,5) 1.59

(5,5) 0.5

Tabela 1 – Diferença de Potencial

Figura 1 – Gráfico dos Potenciais Encontrados

Figura 2 – Gráfico dos Potenciais Esperados

4. ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÃO

Podemos definir superfícies equipotenciais como linhas de campo onde a

diferença potencial é igual. 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. Notamos que

quanto mais próximo do ponto x=0, mais perpendiculares as linhas ficavam

comprovando assim a teoria.

5. REFERÊNCIAS

1. HALLIDAY, R. W. - Fundamentos de Física - Eletromagnetismo, 4 ed. – Rio de

Janeiro: LT- p.18 -19, 1996.

2. PAULI –Ronald Ulysses – Física 4 – Eletricidade e Magnetismo – Editora E.P.U

p. 127, 1980.