Relatório Cuba Eletrolítica

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A força elétrica que atua na carga de prova, quando esta se encontra na posição definida pelo vetor de posição r, é dada pela lei de Coulomb, que pode ser formulada matematicamente do seguinte modo:

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Nesse sentido Ferreira (2014) conclui que o campo elétrico criado por uma carga pontual é radial, decai com o quadrado da distância entre o ponto considerado e a carga criadora de campo, pelo que a sua intensidade é igual em todos os pontos à mesma distância da carga criadora de campo. O campo elétrico é centrípeto se a carga criadora for negativa, e centrífugo se a carga for positiva.

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Figura 2 Comportamento das linhas de força no campo

SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS

As superfícies equipotenciais são superfícies de um campo elétrico, onde todos os pontos nesse campo possuem o mesmo potencial. Uma família de superfícies equipotenciais pode ser usada para representar um campo elétrico em determinada região. Entre dois pontos de uma mesma superfície equipotencial não existe trabalho, já que, Vi = Vf. (HALLIDAY, 1993).

POTENCIAL ELÉTRICO

É a propriedade com que um corpo energizado tem de conseguir realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas elétricas. Com relação a um campo elétrico interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto desse campo. Para medir essa capacidade, utiliza-se a grandeza potencial elétrico (HALLIDAY). Para obter o potencial elétrico de um ponto, coloca-se nele uma carga de prova q e mede-se a energia potencial adquirida por ela. Essa energia potencial é proporcional ao valor de q. Portanto, o quociente entre a energia potencial e a carga é constante. Esse quociente chama-se potencial elétrico do ponto.

LINHAS DE FORÇA

“As linhas de forca são linhas imaginarias tangentes aos vetores campo elétrico em cada ponto do espaço sob influência elétrica e no mesmo sentido dos vetores campo elétrico.” (WONG, 201X)

Por convenção, as linhas de forca têm a mesma orientação que o vetor campo elétrico, deste modo, para campos gerados por cargas positivas possuem sentido de afastamento, e os gerados por cargas negativas são representados por linhas de forca no sentido de aproximação.

MATERIAIS UTILIZADOS

- Cuba eletrolítica: (bacia de isopor ou plástico com papel quadriculado ou milimétrico colado no fundo)

- Placa de acrílico com fórmica ou papel quadriculado.

- 2 eletrodos cilíndricos ou em barras.

- Pontas de prova (do multímetro).

- Água (aproximadamente 300 ml).

- Fonte de tensão regulável de 2 V a 10 V

- Multímetro.

- 3 cabos banana-jacaré.

- Régua.

Metodologia

Montagem da Cuba Eletrolítica

Inicialmente acomoda-se a Cuba Eletrolítica sobre a bancada de superfície horizontal, posteriormente instalando os eletrodos de forma a manter uma distância de aproximadamente 10 cm entre si (Figura 3). Com o auxílio da Ponta de Prova, marcar a posição dos eletrodos no papel quadriculado, tomando o cuidado de mantê-los na mesma posição durante todo o procedimento.

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Figura 3

Posteriormente, adiciona-se aproximadamente 300mL de água dentro da cuba, ou pelo menos até que haja uma lâmina de 5cm sobre a superfície de marcação. Os terminais dos eletrodos devem ser ligados à fonte de alimentação, usando os cabos banana-banana, definindo a tensão para 10V. Ao ligar a fonte de tensão, verificar o indicador de curto-circuito, caso ele esteja aceso, desligar o equipamento e repassar a montagem do mesmo encontrando possíveis erros na instalação.

Posteriormente, é possível verificar a diferença de potencial em diversos pontos e achar as superfícies equipotenciais no papel milimétrico, com o auxílio de um potenciômetro e/ou de um multímetro. O primeiro trata-se de um método direto de determinação, aferindo a voltagem (potencial) e fornece valores mais precisos, já o multímetro é um método indireto, fornecendo maior imprecisão, uma vez que ainda é preciso calcular o valor do potencial depois de aferido os valores.

Determinando o potencial através de um potenciômetro (fonte)

Neste tipo de aferição utiliza-se a fonte e o multímetro para montar o potenciômetro. Realiza-se as conexões da fonte até os eletrodos (com os cabos banana-jacaré), determinando o polo positivo e negativo nos eletrodos conforme escolha do grupo. O multímetro tem a capacidade de medir a diferença de potencial entre dois pontos, então com um cabo banana-jacaré, conectamos o aterramento e plugamos no eletrodo de polo negativo e colocamos o cabo com ponta-de-prova (vermelho) no plugue da voltagem, uma vez que iremos medir potencial elétrico. Posteriormente prosseguiu-se a realização do experimento.

Configuração dos Eletrodos

Realiza-se 4 tipos de configuração com os eletrodos, são elas: barra-cilindro, cilindro-cilindro barra-barra paralelas, barra-barra perpendiculares (Imagem 4). Varre-se a superfície do papel milimétrico com a ponta-de-prova procurando a equipotencial de tensão 2,00 V, repetimos o procedimento até achar 5 pontos distintos e anotamos suas coordenadas em um papel milimétrico auxiliar. Repete-se o processo para as tensões de 4,00 V, 5,00 V, 6,00 V e 8,00 V e no caso da configuração de barras perpendiculares, de 9,0 V.

Potencial Dentro do Cilindro

Medimos o potencial dentro do cilindro cujo polo era negativo.

Figura 4[pic 7][pic 8][pic 9]

RESULTADOS E Discussões

RESULTADOS

Superfícies Equipotenciais

Como