Campo eletrico e linhas equipotenciais

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL
ESCOLA DE ENGENHARIA

JOSÉ VÍCTOR MOTA CARVALHO
CÁSSIO OLIVEIRA
PEDRO HENRIQUE SEIXAS

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO: CAMPO ELÉTRICO E LINHAS EQUIPOTENCIAIS

Salvador 2012

UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL
ESCOLA DE ENGENHARIA

José Víctor Mota Carvalho – Turma 6101; Quinta-feira 1° Horário
Cássio Oliveira dos Santos – Turma 6101;Quinta-feira 1° Horário
Pedro Henrique Seixas - Turma 6101; Quinta-feira 1° Horário

Experimento: campo elétrico e linhas equipotenciais

Relatório da matéria Física III do curso de graduação em Engenharia Civil da Universidade Católica do Salvador – UCSAL.
Professor Orientador: Bião

Salvador, 2012
Introdução
Esse relatório tem como fundamento a observação do comportamento das linhas decampo e linhas equipotenciais gerado num campo elétrico. Com auxílio de equipamentos que nos possibilitam fazer as medidas necessárias e o recolhimento de dados para um prévio e mais detalhado estudo do experimento, de onde tiraremos as nossas conclusões e iremos estudar o comportamento do campo elétrico, ou seja, veremos como as linhas de campo são formadas para os diferentes potenciais elétricos.Quando uma carga puntiforme está isolada no espaço, ela gera um campo elétrico em sua volta. Qualquer ponto que estiver a uma mesma distância dessa carga possuirá o mesmo potencial elétrico. Portanto, aparece ai uma superfície equipotencial esférica. Podemos também encontrar superfícies equipotenciais no campo elétrico uniforme, onde as linhas de força são paralelas e equidistantes. Nesse caso, assuperfícies equipotenciais localizam-se perpendicularmente às linhas de força (mesma distância do referencial). São esses casos, observados no experimento laboratorial.
A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria. Todo objeto contém cargas elétricas, sendo elas entendidas como positivas e/ou negativas. Quando existe igualdade decargas, o objeto é dito eletricamente neutro, já quando não existe esta igualdade ele é dito eletricamente carregado. Para se medir a força de atração entre essas cargas, utiliza-se da Lei de Coulomb, que nos possibilita descrever a força de atração ou repulsão entre as cargas. A fórmula usada para se calcular a intensidade do vetor campo elétrico (E) é dada pela relação entre a força elétrica (F) e acarga de prova (q):

Unidade no Sistema Internacional de Unidades:

Vetor campo elétrico:

Campo elétrico gerado pela carga Q:
O campo elétrico em um ponto é uma grandeza vetorial, portanto é representado por um vetor. Para verificarmos a sua presença neste ponto, colocamos neste uma carga de prova positiva. Se esta ficar sujeita a uma força eletrostática, dizemos que a região emque a carga se encontra está sujeita a um campo elétrico. O vetor campo elétrico tem sempre a mesma direção da força a que a carga está sujeita, e o sentido é o mesmo da força. O módulo é calculado da seguinte forma:

onde, caso a carga seja puntiforme, (lei de Coulomb)

O módulo do vetor campo elétrico pode ser definido por:

Substituindo
, é a constante eletrostática do meio e é aconstante de permissividade do vácuo. Nota-se, por essa expressão, que o campo elétrico gerado por uma carga em um ponto é diretamente proporcional ao seu valor e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

Campo elétrico devido a uma carga elétrica:
O campo elétrico sempre "nasce" nas cargas positivas (vetor) e "morre" nas cargas negativas. Isso explica o sentido do vetormencionado acima. Quando duas cargas positivas são colocadas próximas uma da outra, o campo elétrico é de afastamento, gerando uma região entre as duas cargas isenta de campo elétrico. O mesmo ocorre para cargas negativas, com a diferença de o campo elétrico ser de aproximação. Já quando são colocadas próximas uma carga positiva e uma negativa, o campo "nasce" na primeira, e "morre" na segunda....
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