FisicaExpII Exp6 CampoPotencialEletrico

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS – DEP. DE FÍSICA
FÍSICA EXPERIMENTAL II

Prof.: Gelson B. de Souza

maio/2014

Experimento nº 6: CAMPO ELÉTRICO E POTENCIAL ELÉTRICO

Objetivos: - medir diferenças de potencial e visualizar superfícies equipotenciais;
- esquematizar linhas de campo e determinar o valor do campo elétrico.
Material: cuba pyrex; ponteira; placas e anéis metálicos; fonte de tensão; multímetro; fios; papel milimetrado.
Fundamentos básicos:
A força que cargas elétricas exercem sobre outras cargas são forças de ação à distância. Pode-se assumir que a carga provoca a formação de um campo elétrico E no espaço, e este campo exerce a força F sobre outra carga q0:
𝐹

𝐸=𝑞

0

(1)

A Figura 1 mostra linhas de campo, ou linhas de força, que se estabelecem entre placas carregadas paralelas e cargas pontuais. O vetor campo elétrico E é tangente à linha em qualquer ponto e indica a direção do campo (e a direção da força elétrica) nesse ponto. Por convenção, o sentido das linhas é para fora das cargas positivas e para dentro das negativas.
Na carga puntiforme isolada, Figura 1b, as linhas de campo divergem para longe da carga, o que indica que o campo elétrico se torna mais fraco com o aumento da distância. Na Figura 1c, a proximidade das linhas na região entre as cargas representa a região onde a intensidade do campo é maior.

Figura 1

Na Figura 2a, o campo elétrico exerce uma força na carga de prova q0, que em razão desta atração desloca-se pela distância ds. A variação da energia potencial eletrostática U de q0 devido ao deslocamento é

𝑈 = −𝑊 = −𝐹𝑑𝑠 = −𝑞0 𝐸𝑑𝑠

(2)

Figura 2
Onde W é o trabalho realizado pelo campo elétrico. Se a direção de deslocamento não é paralela às linhas de campo, como ilustra a Figura 2b, 𝑈 = −𝑞0 𝐸𝑑𝑠 cos  . De modo geral, a variação da energia potencial eletrostática sobre um caminho entre dois pontos a e b é

𝑈 =

𝑏
𝑑𝑈
𝑎

=−

𝑏
𝐹 . 𝑑𝑠
𝑎

=−

𝑏
𝑎

𝑞0 𝐸 . 𝑑𝑠