Superfícies equipotenciais Disciplinas: Física III

Superfícies equipotenciais
Disciplinas:
Física III ( DQF 06034)
Fundamentos de Física III (DQF 10079)
Física Experimental II ( DQF 10441)
Depto Química e Física – CCA/UFES
2014/II
Observação: o intuito deste roteiro e subsidiar a sequencia da aula, fornecer tabelas, e apresentar algumas questões
que permitam o desenvolvimento de respostas e discussões a respeito do conteúdo da aula. É fundamental que o aluno
faça a revisão teórica, e escreva a introdução do relatório de aula prática antes da aula. A qualquer instante da aula o
professor poderá aplicar avaliação do conteúdo relativo ao experimento.
Objetivos: obter superfícies equipotenciais para diferentes configurações de eletrodos. Compreender a relação entre
força eletrostática, campo elétrico e potencial elétrico.
Advertência:
1) não enfie a mão na água quando a fonte estiver ligada, pois a mesma estará eletrizada e poderá causar choque
elétrico.
2) Antes de plugar a fonte à rede elétrica, verificar se o ajuste da tensão de alimentação de equipamentos está correto
(110 ou 220 Volts). Lembrar que o laboratório possui pontos de alimentação em ambas as tensões.
Assuntos a serem discutidos
Assuntos
Procedimentos
Traçado de Linhas Equipotenciais. Introdução de um anel Uso fonte de tensão contínua e pares de eletrodos para
metálico entre os eletrodos planos para se analisar a determinação de curvas equipotenciais;
distorção do campo e consolidar o conhecimento sobre
uma superfície equipotencial;
Funcionamento de uma bateria Análise das Linhas de Analogia entre circuitos elétricos e sistemas hidráulicos
Campo Elétrico e relação com as equipotenciais.
Introdução de um anel metálico entre os eletrodos planos
para se analisar a distorção do campo e consolidar o
conhecimento sobre uma superfície equipotencial;
Medição de Potencial Elétrico.
Quatro configurações dos eletrodos: disco-disco, discoplano, plano-plano, plano-plano/anel.
Materiais
Multímetro Digital
Fonte de Tensão Ajustável
Cuba transparente (43x30cm)
Eletrodos (barra, disco e anel)
Ponteira de metal
Procedimentos
1) Com o auxílio do voltímetro, ajustar a tensão da fonte de alimentação para 10VDC;
2) Ajustar o limite de corrente da fonte de alimentação para 3 Amps. e desligar a fonte de alimentação
cuidando para que não haja alteração dos ajustes iniciais (passos 1 e 2);
3) Montar circuito conforme uma das figuras abaixo;
4) Marcar, em uma folha de papel milimetrado, a posição dos eletrodos, conforme desenho fixado sob a
cuba;
5) Ajustar a escala do multímetro para 20VDC;
6) Ligar a fonte de alimentação;
7) Colocar aproximadamente 5 mm de água da torneira na cuba;
8) Mergulhar a ponteira verticalmente na água e procurar pontos em que o voltímetro indique uma
leitura de 2,00 Volts (± 0,01 V);
9) Identificar e marcar pontos na folha de papel milimetrado em número suficiente para que seja traçada uma
linha equipotencial (pelo menos 8 pontos);
10) Repetir passos 8 e 9 para as seguintes leituras no voltímetro (4,00/5,00/6,00/8,00).
a) disco-disco
b) barra-barra
c) disco-barra
d) barra-barra (coloque o anel entre as barras)
Tópicos do relatório
Atenção: cada grupo irá compartilhar as medidas com os demais, assim todos terão medidas das 4
configurações.
a)
b)
c)
d)
O que acontece sobre o anel?
Traçar as curvas equipotenciais para todas as configurações estudadas;
O que se pode afirmar sobre a influência da qualidade da água sobre o resultado do experimento?
Curvas equipotenciais vs linhas de campo elétrico: descreva a relação entre as linhas equipotenciais e as linhas de
campo elétrico.
e) Curvas equipotenciais vs força elétrica: descreva a relação entre a força elétrica de uma partícula com carga elétrica
ao longo de uma superfície equipotencial.
f) Curvas equipotenciais vs o trabalho realizado (variação da energia) para mover a partícula de uma superfície
equipotencial para outra.