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INTRODUÇÃO À FÍSICA B – CMT – 2009/2

Unidade B-2 – INTRODUÇÃO À ELETRICIDADE E AOS CIRCUITOS ELÉTRICOS
Mapeamento de linhas equipotenciais e campos elétricos com a cuba eletrostática
Introdução
As experiências propostas aqui visam medir o potencial (e obter o campo elétrico) nas vizinhanças de um sistema de condutores em equilíbrio eletrostático. Existe uma analogia, que não vamos demonstrar, entre um sistema de condutores mantidos a certos potenciais no vácuo e um sistema equivalente de condutores mantidos nos mesmos potenciais, mas imersos em uma solução condutora (eletrólito). Isso nos permite ver como seriam as linhas ou superfícies equipotenciais (isto é, as que tem um mesmo potencial) e como são os campos elétricos nas vizinhanças desses condutores.
A cuba eletrolítica
Consideremos uma cuba (um recipiente) de material isolante (acrílico) contendo um eletrólito (uma solução condutora) e eletrodos cilíndricos com seções retas de formas variadas mantidos a potenciais constantes, como na Figura 1.
Pode-se demonstrar que o potencial no líquido entre os eletrodos é exatamente igual ao potencial que seria criado no vácuo por um sistema de condutores cilíndricos com a mesma forma, arranjo e potenciais dos eletrodos, mas de comprimentos infinitos, como na
Figura 2.
Figura 1 – eletrodos na cuba eletrolítica

Figura 2 – configuração de condutores no vácuo

Se colocamos na cuba duas placas retangulares (veja a Figura 3), o potencial criado por estas placas no líquido que as envolve será idêntico ao potencial que seria criado no vácuo por duas placas de mesma largura, colocadas da mesma forma e mantidas aos mesmos potenciais, mas de comprimentos infinitos (Figura 4).
Figura 3

Figura 4

UNIDADE B-2 - 1

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E é muito fácil determinar as linhas equipotenciais dentro da cuba – e dessa maneira, conseguimos uma forma extremamente simples de encontrar o potencial gerado no vácuo pelo sistema