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  • 1

    A .L .2.1 CAMPO ELCTRICOE SUPERFCIES EQUIPOTENCIAIS

    FSICA 12.ANO

    BREVE INTRODUO

    As cargas elctricas criam campos elctricos cuja forma est relacionada com o

    valor dessas cargas e com a sua distribuio espacial. Neste trabalho

    pretende-se estudar algumas caractersticas de um campo elctrico criado por

    duas placas planas e paralelas, dando resposta s seguintes questes:

    Como medir o potencial elctrico num ponto entre as placas?

    Qual a forma das superfcies equipotenciais e como verificar experimentalmente

    essa forma?

    Como varia a diferena de potencial entre duas linhas equipotenciais com a

    distncia que as separa?

    Qual o mdulo do campo elctrico criado pelas placas?

    OBJECTIVOS

    Identificar o tipo de campo elctrico criado por duas placas planas e

    paralelas.

    Identificar o sentido das linhas de campo.

    Medir o potencial num ponto.

    Investigar a forma das superfcies equipotenciais.

    Relacionar o sentido do campo com o sentido da variao do potencial.

    Verificar se a diferena de potencial entre duas superfcies equipotenciais

    ou no independente da placa de referncia utilizada para a medir.

    Calcular o mdulo do campo elctrico criado entre as duas placas planas

    e paralelas.

  • 2

    TRABALHO LABORATORIAL

    MATERIAL E EQUIPAMENTO (POR GRUPO)

    tina em material transparente (p. e. acrlico.) com soluo condutora (por

    exemplo, sulfato de cobre)

    duas placas de cobre com as dimenses aproximadas do lado menor da

    tina

    gerador de c.c. (p. e. de 0-6V)

    multmetro ou voltmetro de zero ao centro

    fios de ligao

    ponta de prova

    crocodilos

    folhas de papel milimtrico: uma (ou mais, de acordo com as dimenses

    da tina) colocada sob a tina e outra para servir de documento de registo

    dos valores obtidos.

  • 3

    PROCEDIMENTOS

    1. Numa folha de papel milimtrico traar linhas verticais de referncia.

    2. Colocar o fundo da tina no papel milimtrico, que serve de documento de

    registo e assinalar a posio dos elctrodos e a respectiva polaridade.

    3. Criar um campo elctrico no interior da tina, que deve conter uma

    soluo condutora (por exemplo, sulfato de cobre), com

    aproximadamente 1 cm de altura, ligando o gerador s placas de cobre.

    Usar corrente contnua, com uma diferena de potencial de 10V. As

    placas devem estar sobre duas linhas verticais de referncia.

    4. Medir o potencial ao longo das linhas de referncia entre as placas em

    intervalos regulares (2 em 2 cm), com a ponta de prova colocada

    verticalmente em relao ao fundo da tina.

  • 4

    REGISTO E TRATAMENTO DE DADOS

    Potencial

    elctrico ao

    longo da linha

    V2 (V) V4 (V) V5 (V) V6 (V) V7 (V)

    Medies

    4.00E-04 3.00E-04 1.00E-04 1.00E-04 0.00E+00

    4.00E-04 2.00E-04 1.00E-04 1.00E-04 0.00E+00

    4.00E-04 2.00E-04 1.00E-04 1.00E-04 0.00E+00

    4.00E-04 2.00E-04 1.00E-04 1.00E-04 0.00E+00

    4.00E-04 2.00E-04 2.00E-04 1.00E-04 0.00E+00

    Mdia 4.00E-04 2.20E-04 1.20E-04 1.00E-04 0.00E+00

    Aparelhos de medida Incerteza

    Multmetro 0,01 V

    Rgua 0,05 cm

    |V5- V4| (V) |V6- V5| (V) |V7- V6| (V) |V7- V4| (V)

    1.00E-04 2.00E-05 2.20E-04 2.20E-04

    Distncia entre a

    linha 4 e 5 (m)

    Distncia entre a

    linha 5 e 6 (m)

    Distncia entre a

    linha 6 e 7 (m)

    Distncia entre a

    linha 4 e 7 (m)

    0.01 0.01 0.01 0.03

    E4,5 (V/m) E5,6 (V/m) E6,7 (V/m) E4,7 (V/m)

    1.00E-02 2.00E-03 2.20E-02 7.33E-03

    Na regio entre duas placas condutoras muito prximas com cargas de sinais

    contrrios, o campo elctrico aproximadamente uniforme. Quando estamos na

    presena de u campo uniforme, o mdulo do campo elctrico (d a distncia

    entre duas linhas equipotenciais):

  • 5

    ! =!! !!

    !

    Clculos efectuados

    !!,! =!! |!!|

    != 1,0010!!

    0,01 = 1,0010!!V/m

    !!,! =!! |!!|

    != 2,0010!!

    0,01 = 2,0010!!V/m

    !!,! =!! |!!|

    != 2,2010!!

    0,01 = 2,2010!!V/m

    !!,! =!! |!!|

    != 2,2010!!

    0,03 = 7,3310!!V/m

    DISCUSSO DOS RESULTADOS

    Os resultados confirmam que a previso da posio das superfcies

    equipotenciais estava correcta. Sendo um campo uniforme, as superfcies

    equipotenciais so perpendiculares s linhas de campo.

    CONSIDERAES

    1. Cada grupo de alunos deve fazer estas medies sobre diferentes linhas

    de campo para as poderem comparar e melhor validar as concluses

    finais.

    2. O uso da soluo de sulfato de cobre pode levar electrlise, tornando o

    sistema instvel. Em alternativa pode usar-se gua destilada, mas com

    corrente alterna, em vez de corrente contnua.

    3. Ter cuidado de efectuar as medies correctamente, dentro dos limites

    das placas.

    4. Deve demonstrar-se que a diferena de potencial entre as duas

    superfcies equipotenciais independente da placa de referncia.

  • 6

    BIBLIOGRAFIA

    Ventura, G., Fiolhais, M., Fiolhais, C., & Paixo, J. A. (2009). 12 F - Fsica - 12.

    ano. Lisboa: Texto Editores, Lda.

    Fiolhais, M., & al., e. (2004). Programa de Fsica, 12 ano. Ministrio da

    Educao.