ATPS FISICA 3

Resumo

Nesta experiência vamos estudar o comportamento de tensão nos terminais dos capacitores o funcionamento do magnetismo, experimentos aplicados com bussola, força magnética e lei de LENZ. Essas experiências são montadas os circuitos simples, visando o fácil funcionamento do circuito e cálculos básicos proveniente da física.

Introdução teórica

Magnetismo é o ramo da ciência que estuda as matérias magnéticas, ou seja, que estu8da matérias capazes de atrair ou repelir outros. Também, a parte da física que estuda o campo magnético no vácuo e na matéria sobre a carga elétrica em movimento e sobre a corrente elétrica. Polos  Norte e Sul de um imã: Imãs permanentes e eletroímãs  podem ser construídos em  formas  variadas , mais simples e comuns são imãs retos ( prismáticos ou cilíndricos ) e imãs em U ( Ferradura) . Em geral, constatam – se em um imã duas regiões na quais lel manifesta  mais intensidade  seu  magnetismo : são polos Norte e Sul .

Suspendendo-se um imã em forma de barra, de modo que possa girar livremente em torno do seu centro, observa-se que ele se oriente sempre ao longo de uma mesma direção. Tal coincide aproximadamente com a direção norte-sul da terra. Esta propriedade dos imãs utilizada na construção das bussolas magnéticas. Os polos de um imã recebem as denominações de “polo sul magnético”, de acordo com a convenção: polo norte de um imã é aquela extremidade que , quando o imã pode girar livremente , aponte para norte geográfico da terra. A extremidade que aponta para o sul geográfico da terra é o polo sul do imã. Um imã jamais possui um polo só, mas pode  exibir mais de dois polos. Avizinhando-se um imã a outro, observa-se que dois polos se repelem quando tem nomes iguais ( norte e norte , ou sul e sul). Polos, magnéticos de mesmo nome se repelem e polos magnéticos de nomes contrários se atraem.

As aplicações do imã são importantes e variadas. Citemos: Bussola magnética, galvanômetro, microfone, gravador magnético, fones de ouvidos, alto falantes, freio magnético, pequenos motores, pequenos alternadores, medidores elétricos, amortecimento de oscilação, vídeo de TV, garrafa magnética, bomba magnética (plasma), cíclotron, etc.

Um imã cria um campo magnético a sua volta. O campo pode ser detectado com uma bussola, que é também um pequeno  iman.  Aproximando uma bussola dos polos, consegue ver-se a direção das linhas de campo magnético; por convenção, as linhas de campo são no sentido em que aponta o polo norte da bussola; em cada ponto define-se um vetor de campo magnético, com o sentido e direção da orientação da bussola.

As linhas de campo saem do polo norte e entram no polo sul; são semelhantes as linhas de campo elétrico de um dipolo elétrico , mas a diferença é que as linhas de campo magnético não terminam no polo sul, nem começa no polo norte, mas são linhas fechadas que passam pelos polos.

Partiram-se um imã em vários pedaços menores, em cada pedaço aparecem um polo norte e um polo sul. È impossível obter um polo norte um polo sul isolado. Essa é a maior diferença em relação ao campo elétrico, onde podemos existir cargas positivas ou negativas isoladas.

Segundo lei de Lenz , o sentido da corrente é o oposto da variação do campo  magnético que lhe deu origem . Havendo diminuição do fluxo magnético, a corrente criada gerará um campo magnético de mesmo sentido do fluxo magnético da fonte. Havendo aumento, a corrente criada gerará um campo magnético oposto ao sentido do fluxo magnético da fonte.

Tendo como exemplo uma espira circular no mesmo plano da tela do monitor submetida a um fluxo magnético constante (portanto sem corrente induzida) e “entrando” na tela. Dependendo da movimentação dada a espira , ocorrerá aumento ou diminuição do fluxo magnético e ,c om base nesse movimento , podemos determinar o sentido da corrente criada:

Afastamento ( diminuição do fluxo magnético ):sentido horário.

Aproximação ( Aumento do fluxo magnético):sentido anti-horário .

Como a variação do fluxo magnético, mesmo constante , gera uma corrente elétrica , intensa ou não, depende-se do campo que se forma na espira circular.

De acordo com os estudos de Michael Faraday, a variação do fluxo magnético próximo a um condutor cria uma diferença de potencial induzida nesse mesmo condutor , tal a gerar uma corrente –denominada corrente induzida – que cria um fluxo magnético oposto a variação do fluxo inicial. Não havendo variação do fluxo magnético, não há ocorrência de uma corrente induzida. Esta variação  pode acontecer.

• Com um campo magnético constante:
• Afastamento do condutor ou da fonte magnética (diminuição do fluxo);
• Aproximação do condutor da fonte magnética ( aumento do fluxo);
• Variação da área da espira;
• Giro de espira;
• Com a variação do campo magnético da fonte magnética.

A introdução eletromagnética é o principio fundamental sobre o qual operam transformadores, geradores, motores elétricos e a maioria das demais maquinam elétricos. A corrente elétrica gerada é diretamente proporcional ao fluxo magnético que atravessa o circuito na unidade de campo.

A lei de LENZ eletromagnética é o principio conservação da energia. Ao aproximarmos um polo norte de um imã a uma espina, o fluxo iria aumentar se a corrente que surgisse no sentido horário( aumentando ainda mais o fluxo magnético). Este fato, pois criara energia “do nada”, violando, assim, o principio fundamental da conservação da energia.

PARTE  PRATICA / RESULTADOS

DETECTOR DE CORRENTE COM A BÚSSOLA.

Material Necessário

-01 Bussola

-01 Par de cabos de ligação de 0,5m banana/banana;

-01 Circuito fonte DC 17x13cm com: 02 soquetes para uma pilha: 02 bornes para ligação;

-01 chave de 3 posições;

-02 Pilhas grandes;

-01 bobina com 22 espinas, 060 mm, base de acrílico;

Procedimentos:

1. Montar o equipamento conforme foto abaixo

[pic 1]

1. Colocar a bussola no inteiro da bobina;
2. Girar a placa de acrílico ate a bussola fique paralela com a bobina;
3. Com dois cabos ligar a fonte de tensão DC 1,5V aos bonés da bobina;
4. Identificar o sentido da corrente na bobina ( corrente convencional do polo positivo ao polo negativo);
5. Com a regra da mão direita, identificar a bussola. O resultado foi o esperado?
6. Ligar a chave o observar o comportamento a bussola. O resultado foi o esperado?

Ao ligar a chave a bussola apresenta uma  oscilação, partindo inicialmente na sentido anti-horario.

1. Inverter o sentido da corrente e ligar a chave, observar o comportamento da bussola. O resultado foi o esperado?

Ao inverter o sentido da corrente a bussola ainda continua oscilando, porem no sentido horário.