Superfícies equipotenciais

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Fig 1. Sistema utilizado no experimento, mostrando seus componentes e ligações.

Através dos materiais descritos acima se criou um campo elétrico envolto por uma solução salina. Utilizou-se como parâmetro dois eletrodos de cores vermelho para 12V e preto para 0V, capazes de gerar diferenças de potencial elétrico que podiam variar neste intervalo de 0-12V no perímetro entre os eletrodos.

Com os eletrodos barra em paralelo selecionou-se o total de 7 pontos para cada tensão previamente atribuída (2, 4, 6, 8 e 10V) e com os eletrodos um em barra e outro circular foram atribuídos 5 pontos para cada uma das tensões, também previamente selecionadas (2, 4, 6, 8 e 10 V). Após isso se utilizou um multímetro calibrado para achar estes pontos de tensão no perímetro entre os eletrodos. Com a ajuda de dois papéis milimetrados, ambos demarcados com números na horizontal e letras na vertical , fez-se a demarcação dos pontos de tensão, onde um dos papéis milimetrados foi posto embaixo do sistema de eletrodos e outro foi utilizado para reter as informações de localização dos 7 pontos das tensões determinadas. O primeiro conjunto de papéis milimetrados reteve a informação das tensões com os dois eletrodos em barra e o segundo conjunto preservou os dados dos eletrodos, um em barra e outro em forma de anel. No terceiro experimento colocou-se dois eletrodos circulares concêntricos de tamanhos variados e foram checados dois potenciais aleatórios (7 e 9V) a fim de checar a padronização do desenho formado pelos potenciais, bem como foram medidos outros seis pontos aleatórios no espaço fora dos eletrodos, medindo seus potenciais. No 4 experimento foi realizado o mesmo estudo anterior onde aferiu-se o desenho a ser formado através da distribuição das tensões de 8V e 10V. Por fim última parte do experimento 2, 3 e 4 se dá na verificação das tensões no perímetro dentro do eletrodo circular e análise do seu comportamento

- Resultados

Como resultado da prática, levando em consideração a teoria apresentada na introdução, que diz que em uma solução salina é possível estabelecer a diferença de potencial entre dois eletrodos, analisou-se dois casos apresentados. Um deles utilizou-se eletrodos paralelos, de um lado o polo medindo 12 volts e do outro medindo 0 volts, e analisou-se a localização dos potenciais de 2V, 4V, 6V, 8V e 10V. Ao final do experimento, no papel milimetrado utilizado para marcar os valores encontrados pode-se observar a formação de linhas paralelas, no qual é possível constatar que a tensão é maior quanto mais próximo do eletrodo de 12 V, pois a intensidade do campo elétrico é maior nessa região, como mostrado no apêndice A. Com a solução salina pode-se medir o potencial elétrico e notar que eles são iguais em uma linha reta (superfície equipotencial), devido ao formato dos eletrodos.

No segundo caso apresentado, utilizando dessa vez um eletrodo circular em 0V, pode-se observar que os resultados encontrados percorriam o eletrodo de forma a acompanhar o seu formato circular, e à medida que se afastava dele os potenciais iam perdendo seu formato circular e formando uma reta, igual ao experimento 01, pelo fato do eletrodo de 12 V ainda ter um formato retangular. Foi medido, também, as tensões dentro do eletrodo cilíndrico e com isso observado uma variação mínima das tensões encontradas, isso pelo fato dele estar em equilíbrio estático, juntamente com o efeito de blindagem causado pelo material condutor em formato de anel, que não permite a interferência do campo elétrico gerado pelo eletrodo de 12V na região interna do anel.. Os resultados nesse caso podem ser visto no apêndice B. No experimento 3, foram usados dois eletrodos circulares e com isso foi possível observar que os pontos, com mesma tensão, encontrados seguiam o mesmo formato dos eletrodos (círculos concêntricos) e a tensão dentro do eletrodo de 0V se mantém constante, com pouquíssimas variações, com um valor de, aproximadamente, 1,2V pelo mesmo fato do segundo experimento (efeito de blindagem e equilíbrio eletrostático), como pode ser observado no apêndice C. Já no quarto experimento, representado no apêndice D, foi usado um eletrodo pontual de 0V e foi feita a mesma observação do experimento 3, em que os pontos marcados seguiam um fluxo circular entre o eletrodo pontual de 0V e o outro eletrodo circular de 12V devido a diferença de potencial exercida pela solução salina. Vale ressaltar que ao medir os potenciais na área externa ao eletrodo circular no terceiro (1,6V) e no quarto (1,7V) experimentos, constatou-se que este se mantém praticamente constante, isso se deve também pelo efeito de blindagem causado pelo próprio eletrodo de 12V.

É possível notar a diferença nos experimentos porque as superfícies equipotenciais seguem os formatos das cargas utilizadas nos mesmos, ou seja, elas são do formato do campo elétrico gerado pela carga.

- Conclusão

Através do presente experimento pode-se observar que de fato é possível criar linhas equipotenciais de maneira fácil e ainda observá-las de modo a entender melhor que estas seguem o formato dos eletrodos, pois na verdade estão seguindo o formato do campo elétrico criado pela carga. Além da constatação do equilíbrio estático quando mede-se as tensões dentro do perímetro do eletrodo. Assim, obteve-se um conhecimento mais amplo acerca de força eletrostática, campo elétrico e potencial elétrico.

- Referências

HALLIDAY; RESNICK. Fundamentos de física.