Linhas de Campo Elétrico

Páginas: 5 (1141 palavras) Publicado: 16 de outubro de 2013
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE FÍSICA


LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO


















Porto Alegre
2013
INTRODUÇÃO

O experimento tem como objetivo demonstrar visualmente a existência das linhas de força do campo elétrico, causado pela tensão de um gerador de Van der Graaff, podendo assim visualizar por linhas sua direção e sentidovetorial.
Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas. Cargas elétricas colocadas num campo elétrico estão sujeitas à ação de forças elétricas, de atração e repulsão, cargas positivas atraem cargas negativas e repelem cargas positivas e vice-versa. A fórmula usada para se calcular a intensidade do campo elétrico (E) é dada pela relação entre força elétrica (F) e acarga de prova (q).



Michael Faraday foi o responsável por criar um experimento (gaiola de Faraday) para demonstrar que uma superfície condutora eletrizada possui em seu interior campo elétrico nulo devido as cargas que se distribuem de forma homogênea na superfície.

Utilizamos o experimento de Faraday para visualizar o campo elétrico de uma carga e poder interpretá-la. Se houver mais deuma carga as linhas de campo se deformam mostrando a atração ou repulsão entre elas, cargas de sinais opostos se repelem e de mesmo sinal se atraem, indicando direção e sentido vetorial das linhas de campo.

A orientação de uma linha retilínea ou tangente à outra linha de campo curva é a orientação do campo no ponto analisado. Nas regiões em que as linhas são próximas o campo elétrico é grande,além disso, o afastamento das linhas do campo com a distância a partir da esfera nos diz que o módulo do campo elétrico decresce com a distância a partir do corpo


Duas linhas de força de um mesmo campo elétrico nunca se cruzam. Supondo que duas linhas de força se cruzassem num ponto, como em cada ponto o vetor campo é tangente à linha de força, existiria um primeiro vetor tangente à linha deforça (1), e um outro vetor  tangente à linha de força (2). Portanto, no mesmo ponto existiriam dois campos, mas, isso não pode acontecer, pois pela propriedade fundamental do campo elétrico, em cada ponto só existe um vetor campo, perfeitamente determinado em intensidade, direção e sentido.



. No caso de existir uma região pontiaguda ou com raio pequeno, as cargas irão ter a preferência dedescarregar e acumular a energia nessa região. Por isso quando chove devemos ficar afastados de árvores ou em superfícies descobertas, pois o corpo humano age como uma ponta em relação à superfície atraindo raios (descargas cargas) para si.









DESENVOLVIMENTO

Para analisarmos o comportamento entre cargas elétricas foram utilizados os seguintes equipamentos:
1. Um gerador de Van deGraaff como fonte de tensão.
2. Cuba eletrolítica com serragem e óleo rícino, para enxergarmos o comportamento das linhas de campo.
3. Como condutores foram utilizado anéis, placas, cabos e ponteiras.

Obtivemos os seguintes resultados:

1° experimento: Cargas pontuais


Figura 1

Duas cargas, uma positiva e outra negativa (é processo dipolo, portanto cargas de mesmo módulo),mostrando um comportamento não uniforme, a região de maior campo elétrico está entre as cargas, já a região de menor campo encontra-se no sentido oposto à atração entre as duas cargas.





2° experimento: Foi utilizado uma carga pontual positiva e um anel negativo.


Figura 2

Carga positiva no centro e negativa no anel, comportamento não uniforme, a região de maior campo encontra-se noexterior (mais próximo) da carga positiva, a região de menor campo elétrico está no exterior da carga negativa, podendo não existir campo se as cargas forem de mesmo módulo.

3° experimento: foi utilizado dois anéis metálicos carregados com cargas de sinais diferentes

Figura 3

Carga positiva no anel interno e negativa no anel externo, comportamento não uniforme, a região de maior campo...
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