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Campo eléctrico é uma grandeza física vectorial que mede a força eléctrica exercida sobre cada unidade de carga eléctrica colocada em uma região do espaço sobre a influência de uma carga geradora de campo eléctrico.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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Instituto Superior de Transportes e Comunicações Fisica II (Departamento de Ciências Básicas) LECT Trabalho Laboratórial I CARGAS ELĖCTRICAS E CAMPO ELĖCTRICO O Docente : Dr. Alexandre Fernando Dambe Discente: Eliane Eunice Uamir Evaristo Maputo, Outubro de 2020
I. Introdução O presente relatóri aborda a experiencia feita na segunda aula laboratorial que teve como tema cargas elėctricas e campo elėctrico. É importante salientar que os estudos a respeito da eletricidade estática, criadora dos campos elétricos, remontam ao filósofo grego Tales de Mileto no século VI a.C. O filósofo e estudioso da natureza descreveu o fenômeno que consiste em uma barra de âmbar (seiva petrificada) que atrai pequenos objetos depois de atritada com uma pele de coelho. No caso da força eletrostática, o campo mediador que transmite a força eletrostática foi designado por éter; a luz seria uma onda que se propaga nesse éter lumínico. No fim do século XIX chegou-se à conclusão de que não existe tal éter. No entanto, o campo elétrico tem existência física, no sentido de que transporta energia e que pode subsistir até após desaparecerem as cargas que o produzem. Na física quântica a interação elétrica é explicada como uma troca de partículas mediadoras da força, que são as mesmas partículas da luz, os fotões. No entanto, no presente relatório irmos apresentar experimento por nos feito com base nos conceitos das cargas elėctricas e campo elėctrico. 1.1 Objectivos Verificar a configuração das linhas de forca do campo criado por uma carga positiva, uma carga negativa e duas cargas de sinais diferentes; Identificar o sentido das linhas do campo; Medir o valor do potencial eléctrico para diferentes valores de distanciamento da carga eléctrica; Calcular o campo eléctrico para diferentes valores de distanciamento da carga eléctrica; Construir os gráficos de E(d) e de V(d).
Onde : E – módulo do campo eléctrico [N/C ou V/m] q – carga geradora do campo eléctrico [C – Coulomb] k – constante electrostática do vácuo [8,99.109 N.m²/C²] d – distância do ponto até a carga geradora [m – metro] f – força eléctrica [N - Newton] 2.1.1. Linhas de Campo Elétrico O cientista inglês Michael Faraday, que introduziu a ideia de campos elétricos no século XIX, imaginava que o espaço nas vizinhanças de um corpo eletricamente carregado era ocupado por linhas de força. Embora não se acredite mais na existência dessas linhas, hoje conhecidas como linhas de campo elétrico, elas são uma boa maneira de visualizar os campos elétricos. Figura 1 : Linhas de forças da carga positiva e da carga negativa Há aqui que salientar um aspecto importante em relação a orientação das linhas de força, o campo eléctrico das cargas positivas sempre deve apontar para “fora” das cargas, diverge na direcção do seu raio, enquanto o campo eléctrico das cargas negativas que deve apontar para “dentro” delas, diverge. 2.1.2. Atração e Repulsão das cargas O físico francês Charles Augustin de Coulomb afirma que intensidade da força elétrica de interação entre cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos módulos de cada carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Com isso concluiu se, que atração e a repulsão eléctrica dependem do sinal das
cargas eléctricas envolvidas. As cargas de mesmo sinal sofrem repulsão eléctrica ao passo que as cargas de sinais diferentes sofrem atração. Figura 2 : Cargas atrativas Figura 3 : Cargas repulsivas 2.2. Pontecial Eléctrico O potencial elétrico em um ponto do espaço é uma magnitude escalar que nos permite obter uma medida do campo elétrico naquele ponto através da energia potencial eletrostática que adquiriria uma carga se a colocássemos naquele ponto, que pode ser calculado da seguinte forma:
Formula 4 : potencial elétrico Ou
Formula 4 : potencial elétrico Onde : E – campo eléctrico [N/C ou V/m] q – carga geradora do campo eléctrico [C – Coulomb] k – constante electrostática do vácuo [8,99.109 N.m²/C²] d – distância do ponto até a carga geradora [m – metro] V – potencial elétrico [ J/C ou V ]
