Mapeamento de campo eletrico

Mapeamento de Campos Elétricos

Objetivos:
Mapeamento de superfícies equipotenciais e de campos elétricos produzidos por diferentes configurações de cargas.

Introdução Teórica:
A interação entre duas cargas elétricas, ou distribuições de cargas, ocorre através do campo elétrico criado pelas cargas. Uma carga elétrica puntiforme positiva gera num ponto do espaço um campo elétrico de afastamento. Uma carga elétrica puntiforme negativa gera em um ponto do espaço um campo elétrico de aproximação, como mostra a figura a seguir.

Como forma de ajudar a “visualizar” ou entender a configuração do campo elétrico em certa região do espaço podemos contar com o conceito de linhas de força, que tem sempre o mesmo sentido do campo. O cientista inglês Michael Faraday foi o primeiro a introduzir o conceito de linhas de força ou linhas de campo elétrico. A seguir mostramos as linhas de campo para dipolos elétricos.

Os potenciais elétricos, em diversos pontos de um campo elétrico, podem ser representados graficamente por superfícies equipotenciais. Elas utilizam a mesma idéia dos mapas topográficos. Neles as linhas de contorno representam pontos com a mesma altura. De modo análogo, uma superfície equipotencial representa pontos nos quais o potencial elétrico é constante. As linhas de campo elétrico e as superfícies equipotenciais são sempre perpendiculares entre si. A seguir mostramos algumas superfícies equipotenciais.

Materiais

Voltímetro
Cuba
Solução de sulfato de cobre
Estrutura metálica
Fonte AC regulável
Eletrodos
Fios de ligação

Método

I. Monte a cuba com a solução eletrolítica e a estrutura metálica, de acordo com a figura a seguir. Ajuste a fonte para 10 V.
a)

II. Utilizando o voltímetro meça a ddp entre uma das placas e um ponto no interior das placas utilizando a ponta de prova. Procure pontos com a mesma ddp e marque suas posições no papel milimetrado. Determine as linhas equipotenciais e identifique seu valor.

III. Uma vez