O Multímetro Digital
Por: Abadom • 22/8/2023 • Trabalho acadêmico • 1.313 Palavras (6 Páginas) • 61 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE
PRÁTICA 5: CAMPO ELÉTRICO
Prof. Nildo Loiola Dias
OBJETIVOS
- Obter experimentalmente linhas equipotenciais em diversas configurações de eletrodos;
- Representar o campo elétrico a partir de linhas equipotenciais;
MATERIAL
- Fonte de tensão 12 VAC;
- Multímetro digital;
- Cuba transparente;
- Eletrodos metálicos com diversos formatos;
- Base metálica;
- Cabos (04);
- Garras tipo jacaré (02);
- Fios de cobre (sensores);
- Água;
- Folhas de papel quadriculado com indicação das posições dos eletrodos.
FUNDAMENTOS
A presença de uma carga em uma dada região do espaço modifica o espaço em seu entorno. Esta modificação pode ser verificada colocando-se uma segunda carga, chamada “carga de prova”, positiva por convenção, que será submetida a uma força [pic 1]. Dizemos que no ponto onde está a carga de prova existe um campo elétrico [pic 2], definido por:
[pic 3] (5.1)
O campo elétrico pode ser visualizado através das chamadas “linhas de força”. As linhas de força são uma representação conveniente de um campo elétrico. Elas são traçadas de forma que a tangente a uma dada linha esteja na direção do campo. A intensidade do campo é indicada pela proximidade das linhas, de modo que as linhas mais próximas indicam campos mais intensos. As linhas de força sempre se originam em cargas positivas e terminam em cargas negativas (por convenção).
Na Figura 5.1 estão representadas as linhas de força para duas cargas de mesma intensidade e sinais opostos.
Figura 5.1 - Linhas de força para duas cargas de mesma intensidade e sinais opostos.
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[pic 4]
Fonte: https://www.significados.com.br/campo-eletrico/. Acesso em 01 de nov. 2022.
Assim como para o campo gravitacional é possível determinar uma energia potencial gravitacional, também é possível determinar uma energia potencial elétrica para uma carga de prova qo cujo valor dependa somente da posição desta carga no campo elétrico.
A variação ΔU na energia potencial elétrica U, de um objeto carregado quando este se move de um ponto inicial i para um ponto final f é:
ΔU = Uf – Ui = - Wif (5.2)
Onde Wif é o trabalho realizado pelo campo elétrico. Tomando-se a energia potencial nula no infinito, a energia potencial elétrica U do corpo num ponto é:
U = -[pic 5] (5.3)
Onde [pic 6] é o trabalho realizado pelo campo elétrico quando o objeto é movido do infinito para o ponto em questão.
Definimos a diferença de potencial ΔV entre dois pontos num campo elétrico como:
[pic 7] (5.4)
Sendo qo a carga de prova sobre a qual o trabalho é realizado pelo campo elétrico. O potencial num ponto é:
[pic 8] (5.5)
O lugar geométrico dos pontos que possuem o mesmo potencial é chamado de superfície equipotencial. Um conjunto de superfícies equipotenciais pode ser usado para representar o campo elétrico numa dada região. Conhecendo-se as equipotenciais para uma dada distribuição de cargas, é possível traçar as linhas de força que representam o campo elétrico gerado pela distribuição, Figura 5.2.
Figura 5.2 – Linhas equipotenciais tracejadas e linhas de campo em azul para duas cargas de mesma intensidade e sinais opostos.
[pic 9]
Fonte: adaptada de https://aulainterativa.ect.ufrn.br/campo-eletrico/. Acesso em 01 de nov. 2022.
De acordo com a Equação 5.4 o trabalho realizado pelo campo elétrico no deslocamento de uma carga qo ao longo de uma trajetória que começa e termina sobre uma mesma equipotencial é nulo; desta forma concluímos que o campo elétrico é sempre perpendicular às equipotenciais. Se o campo elétrico não fosse perpendicular à superfície equipotencial, ele teria um componente paralelo à mesma, este componente realizaria um trabalho diferente de zero quando uma carga qo se movimentasse sobre a superfície equipotencial.
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