04 Potencial E Campo Eletrico9II

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo

Experimento 4-Distribuição de potencial e campo elétrico
Conceitos
Potencial e campo elétricos.
Equipotenciais e linhas de força.
Efeito de ponta e pára-raios.
Blindagem e “gaiola de Faraday”.
Fenômeno
Presenciamos diariamente fenômenos típicos da área da eletrostática. Porém experiências ilustrativas de fenômenos deste tipo, realizáveis sob condições controladas, são raras pois os efeitos interessantes e observáveis são de baixa intensidade. Nos experimentos propostos aqui procura-se observar e medir as distribuições de potencial através do levantamento das curvas equipotenciais e da obtenção das linhas de força do campo elétrico.
As situações experimentais propostas permitem explorar os seguintes efeitos:
- “efeito de ponta” – procuraremos simular o campo perto de um “pára-raio” do tipo “gaiola”.
- “gaiola de Faraday” – utilizada nas proteções e blindagens contra os efeitos dos campos eletrostáticos (por exemplo nos cabos coaxiais).
Características especiais da situação experimental
A eletrostática trata, entre outros, de potenciais e campos elétricos estáticos, em situações onde o meio não apresenta condutividade elétrica (vácuo ou isolante). É praticamente impossível medir potenciais elétricos no vácuo e assim usam-se simulações. Para este estudo, utilizaremos a propriedade de que a distribuição do potencial elétrico entre eletrodos condutores polarizados, colocados em um eletrólito fraco e uniforme, é a mesma que apareceria se estes eletrodos, eletricamente carregados, estivessem em igual disposição geométrica no vácuo .
Os fenômenos eletrostáticos acontecem no espaço tridimensional. Neste experimento, para facilitar a visualização, estudaremos situações nas quais as características relevantes aparecem em planos bidimensionais.
Objetivos
• Entender que é uma superfície equipotencial;
• Traçar as curvas equipotenciais e a partir desta desenhar as linhas de campo elétrico para diferentes distribuições de elementos