Arranjo Experimental Física 3

1. Arranjo Experimental

Habilidades e Competências

Ao término desta atividade o aluno deverá ter competência para:

• Descrever o funcionamento de um transformador elevador e abaixador de tensão;
• A lei da indução eletromagnética de Faraday;
• A lei da indução eletromagnética de Lenz;
• Equacionar e relacionar tensões, correntes induzidas e números de espirais existentes nos primários e secundários de um transformador ideal;
• Reconhecer as limitações das relações apresentadas.

Fundamentos teóricos

        Um exemplo de transformador ideal (esquematizado na Figura 1) é aquele formado por duas bobinas, com Np e Ns espiras de fio condutor de resistência elétrica desprezível, enroladas em um núcleo fechado de material magnético ideal, de forma que o mesmo fluxo magnético F atravesse ambos os enrolamentos.

Figura 1. Transformador Ideal

[pic 1]

Fonte: http://html.rincondelvago.com/transformador-ideal.html

        O funcionamento de transformador elétrico, o primário, a armadura e o secundário do transformador. O transformador elétrico é basicamente constituído de uma bobina, chamada primário do transformador, por onde circula uma corrente elétrica variável Ip, capaz de provocar, no seu interior, uma indução magnética B, também variável e, a partir desta (ampliada e canalizada em grande parte por um material de substância ferromagnética, denominada armadura), induzir numa segunda bobina, chamada secundária do transformador, uma corrente elétrica.

        A corente Ip, induzida pela variação do fluxo de indução magnética B no interior do secundário, é denominada corrente elétrica induzida ou corrente eletromagnética, o fenômeno ocorrido é chamado de indução eletromagnética.

        A diferença de potencial responsável pela corrente induzida é conhecida por força eletromotriz induzida e o fluxo de indução magnética (que gerou a corrente induzida no secundário) passa a ser chamada fluxo de indução eletromagnética.

Materiais Necessários

• 1 bobina de 300 espiras, 2,25mH sem núcleo, indicando o sentido de enrolamento e bornes (Conforme Figura 2);
• 1 bobina de 600 espiras, 9,70mH sem núcleo, indicando o sentido de enrolamento e bornes (Conforme Figura 2);
• 1 bobina de 900 espiras, 23,2mH sem núcleo, indicando o sentido de enrolamento e bornes (Conforme Figura 2);
• Âncora com: Sistema de fixação por pressão externo à armadura, dois manípulos M5, fuso milimétrico, ponto de contato físico sem rotação e isolante;
• Suporte Wackerritt-tripé com: Identificador de posições, borne de aterramento, haste com fixador M5, sapata niveladoras amortecedoras isolantes;
• 01 armadura alta em U sem perfuração, em aço silício laminado;
• 01 armadura baixa em U sem perfuração, em aço silício laminado;
• 01 base de LED e bornes (Conforme Figura 3);
• 01 conexão elétrica de 1,0m preta, com pinos de pressão para derivação (Conforme Figura 4);
• 01 conexão elétrica de 0,5m preta, com pinos de pressão para derivação;
• 02 conexões elétricas de 0,5m vermelha, com pinos de pressão para derivação (Conforme Figura 4);
• 01 conexão elétrica de 0,25m vermelha, com pinos de pressão para derivação;
• 01 interruptor liga e desliga, chave auxiliar, (Conforme Figura 5), com: Comando com identificação serigrafia, dois bornes, alavanca tecla ON – OFF;
• 01 fonte de alimentação AC (in put 110 a 220 VCA), 60Hz, out put 6 VCA com conector de saída RCA;
• 01 almofada de adesão magnética;
• 02 multímetros (Conforme Figura 6);
• 01 fonte CC reguladas de 0 a 30V CC (Conforme Figura 7).

Figura 2. Bobinas

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Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

Figura 3. Base de LED e bornes

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Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

Figura 4. Conexões Elétricas

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Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

Figura 5. Interruptor Liga e Desliga

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Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

Figura 6. Multímetro

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Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

Figura 7. Fonte CC Regulada

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Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

Andamento das Atividades

        Executamos a montagem, sem ligar a fonte, fazendo as ligações e mantendo o miliamperímetro afastado do transformador. Ajustou a fonte para 5 VCC. Acionando a chave liga e desliga e observando o miliamperímetro. Invertendo os cabos no primário do transformador, acionando novamente a chave liga e desliga. O que aconteceu? 

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