Atps Eletricedade

ATPS ELETRICIDADE APLICADA

ETAPA UM

Aula-tema: Indutância, Reatância e Circuitos Indutivos.

Esta atividade é importante para que você possa aplicar o conhecimento adquirido em aulas teóricas da disciplina, bem como, consultando seu livro texto (PLT) ao final dessa etapa você, aluno, deverá estar apto a conhecer os princípios da Lei de Faraday e da Lei de Lenz, a fim de compreender o funcionamento dos indutores.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo um

Assistir o vídeo indicado abaixo denominado “Mago da Física - Freio Eletromagnético (Leis de Faraday e Lenz)”, que aborda de forma criativa os conceitos a serem reafirmados nesse passo.Sites sugeridos para pesquisa.

Mago da Física – Freio Eletromagnético. Ano 2009. Disponível em:

<https://docs.google.com/open?id=0B9WATR68YYLOZTY2OGQwN2MtZDZkZi00

MDY0LWJjODktNjBkOGIwYjE2YTcz>

Passo dois

Fazer um resumo sobre o princípio físico apresentado através deste experimento conduzido no vídeo.

Introdução Teórica

Nesse experimento pode ser ter uma dimensão de como as leis de Faraday e Lenz contribuíram para grandes invenções de grande importância para a sociedade moderna e com as faltas de equipamentos modernos e, mesmo de maneira rudimentares conseguiram fazer varias experiências e obter de forma solida os conhecimentos modernos.

Segundo a 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. Quando um ímã é movimentado nas imediações de uma espira condutora a Lei de Faraday nos mostra a ocorrência de uma força eletromotriz induzida na espira. A força eletromotriz induzida é consequência da variação do fluxo magnético produzido pelo magneto que se aproxima ou se afasta da espira. A existência de uma força eletromotriz sobre um circuito condutor fechado (a espira) causa uma corrente elétrica na espira e, devido à resistência elétrica da espira, ocorre dissipação de energia. Da Lei de Lenz podemos dizer que o ímã sofrerá uma força magnética em oposição ao seu movimento de aproximação ou de afastamento da espira. Ou seja, quando um magneto é movimentado nas imediações de uma espira condutora, em consequência da corrente induzida, o ímã é freado. Esta força de frenagem no ímã é maior se a velocidade dele em relação à espira for maior pois, de acordo com a Lei de Faraday, o valor da força eletromotriz induzida na espira depende da rapidez com a qual o fluxo magnético varia através da espira.

Por outro lado, quanto maior for a força eletromotriz, tanto maior será a corrente induzida. Consequentemente, como a força magnética de frenagem depende da corrente induzida, a força aumenta quando cresce a velocidade do magneto em relação à espira. Os Freios Magnéticos inicialmente foram utilizados para facilitar as frenagens em geral principalmente de trens sendo uma inovação tecnológica, isto após estudos sobre Lei de Faraday e Lenz, assim sendo formulados com bases de eletromagnetismo. O trabalho propunha uma melhor segurança e substituição na área de freios assim evitando vários acidentes. Ao longo do tempo fora implantado também em carretilhas de pesca sendo uma novidade com o menor peso, grande capacidade de tração e o grande melhoramento seriam a enorme capacidade e desempenho no arremesso. O freio também já foi introduzido na bicicleta ergométrica utilizada para exercícios físicos, nos grandes guindastes, e inclusive já foi criada uma patente onde o freio magnético é utilizado em cadeiras de roda para os deficientes terem melhor acesso.

No experimento praticado utilizamos dois tubos ocos, um de cobre e um de acrílico, duas peças de massas iguais; sendo uma um imã. Verificamos primeiro o tempo de queda dos dois pedaços de metal no tubo cilíndrico, sendo igual o tempo de queda dos dois. Depois verificamos o tempo de queda dos dois pedaços de metal no tubo de cobre, sendo que o imã não é atraído pelo cobre. Vimos que o tempo de queda do imã é maior no tubo de cobre do que o do pedaço de metal não magnético.

Isso acontece porque quando o imã é abandonado por dentro do cilindro de cobre ocorre com que um seja criado um campo magnético variado por dentro do cilindro, gera uma força induzida devido a lei de Faraday, provocando uma corrente elétrica porque o circuito é fechado. O campo magnético das correntes induzidas no tubo se opõem às variações do fluxo magnético do campo do imã que cai.

De acordo com a lei de Lenz, as correntes induzidas circularão de forma a se opor ao afastamento do magneto em relação às espiras acima dele atraindo-o e à aproximação do magneto em relação às espiras abaixo dele repelindo-o, aparecendo no magneto uma força que se opõem à sua queda.

Concluindo sabemos que a força da gravidade atua nos dois corpos de massas iguais passando pelo tubo de acrílico, sendo assim, a força e tempo de queda são iguais para os dois corpos.

No tubo de cobre, a Lei de Faraday e Lenz, nos ajuda a compreender o motivo de termos um tempo de queda diferente entre os dois corpos. Na queda do imã forma-se um campo magnético variável dentro do tubo de cobre.

O tubo se comporta como uma bobina espiral, e o imã gera uma força eletromotriz induzida nesta bobina, formando um campo magnético. A corrente elétrica gerada se opõe a força peso do imã em queda, assim, temos a gravidade para baixo e uma força no sentido oposto do corpo do imã, sendo a resultante igual a zero. Isso gerou um movimento uniforme na massa do imã.

Passo três

Pesquisar na internet valores comerciais comuns para indutores.

Indutores comerciais

1.0H 1.1H 1.2H 1.3H

1.5H 1.6H 1.8H 2.0H

2.2H 2.4H 2.7H 3.0H

3.3H 3.6H 3.9H 4.3H

4.7H 5.1H 5.6H 6.2H

6.8H 7.5H 8.2H 9.1H

Para obter os demais valores basta multiplicar por 〖10〗^(-3), 〖10〗^(-6)

Passo quatro

Entregar ao seu professor um relatório contendo as informações levantadas nos passos anteriores, intitulado“ Relatório um: Indutores ”

Relatório um

INDUTORES

Um indutor é um componente eletrônico muito simples, constituído por uma bobina de material condutor, por exemplo, fio de cobre. Entretanto, podem fazer algumas coisas bem interessantes devido às propriedades magnéticas de uma bobina. Neste artigo, estudaremos os indutores e suas aplicações.

Os fundamentos

Em um esquema elétrico, um indutor é mostrado da seguinte maneira:

Para entender como um indutor se comporta em um circuito, a figura é útil:

O que você observa na ilustração é uma bateria, uma lâmpada, uma bobina de fio em volta de um núcleo de ferro (amarelo) e um interruptor. A bobina de fio é um indutor. Se tirasse o indutor do circuito, teria uma lanterna comum. Você fecha o interruptor e a lâmpada se acende. Com o indutor, o comportamento é completamente diferente.

A lâmpada é um resistor - a resistência cria calor para fazer o filamento na lâmpada brilhar. O fio na bobina tem muito menos resistência. Então, o que você espera quando liga o interruptor é que a lâmpada brilhe muito fracamente. A corrente deveria seguir o caminho de baixa resistência, através do indutor. Mas o que acontece é que quando você liga o interruptor, a lâmpada brilha intensamente e, na sequencia, fica mais fraca. Quando desliga o interruptor, a lâmpada brilha com intensidade e, então, desliga rapidamente.

A razão para esse comportamento estranho é o indutor. Quando a corrente começa a fluir pela bobina, esta tende a estabelecer um campo magnético. Enquanto o campo é estabelecido, a bobina inibe o fluxo da corrente. Uma vez que o campo esteja estabelecido, a corrente pode fluir normalmente através do fio. Quando o interruptor é desligado, o campo magnético da bobina mantém a corrente fluindo até que o campo seja nulo. Essa corrente mantém a lâmpada acesa por um período de tempo, mesmo que o interruptor esteja desligado. Em outras palavras, um indutor pode armazenar energia no seu campo magnético e tende a resistir a qualquer mudança na quantidade de corrente que flui através dele.

Em outras palavras, um indutor pode armazenar energia no seu campo magnético e tende a resistir a qualquer mudança na quantidade de corrente que flui através dele.

A capacidade de um indutor é controlada por quatro fatores:

-o número de espiras (mais espiras significam maior indutância)

-o material em que as bobinas são enroladas (o núcleo)

-a área da seção transversal da bobina (mais área significa maior indutância)

-o comprimento da bobina (uma bobina curta significa espiras mais estreitas - ou sobreposição - que significa maior indutância)

Um núcleo de ferro oferece ao indutor muito mais indutância do que o ar ou do que qualquer outro material ofereceria.

A unidade padrão da indutância é o Henry. A equação para calcular o número de henries em um indutor é:

H = (4 * PI * número de espiras * número de espiras * área da bobina * mu) / (comprimento da bobina * 10.000.000)

A área e o comprimento da bobina são definidos em metros. O termo mu é a permeabilidade do núcleo. O ar tem permeabilidade de 1, enquanto o aço pode ter uma permeabilidade de 2 mil.

(Material retirado do fórum GFORUM. Site http://www.gforum.tv/board/1321/117887/como- funcionam-os-indutores.html no dia 30/09/2012 04h52min AM. Com adaptações).

ETAPA 2

Aula-tema: Capacitância, Reatância Capacitiva e Circuitos Capacitivos.

Esta atividade é importante para que você aplique o conhecimento adquirido em aulas teóricas da disciplina. Consultando seu livro-texto (PLT), ao final dessa etapa você deverá estar apto a conhecer os princípios da Lei de Coulomb, a fim de compreender o funcionamento dos capacitores no mundo industrial.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo um

.”Ler o artigo” RESISTORES E CAPACITORES UTILIZANDO LÁPIS, PAPEL E PLÁSTICO ”

de Salami e Rocha Filho

RESISTORES E CAPACITORES UTILIZANDO LÁPIS, PAPEL E PLÁSTICO. Ano

2004. Disponível em:

<https://docs.google.com/open?id=0B9WATR68YYLOMTczNmMyZmEtOGU3Ny00

MWY2LWI5NmUtMDA1MzY4MDYwN2M3 >. Acesso em: 02 nov. 2011.

Conclusão

Este trabalho foi quase todo realizado com auxilio de pesquisa usando a internet, todo conteúdo esta baseado no vídeo proposto no enunciado do trabalho no primeiro passo da etapa um, este vídeo fala sobre indutância magnética e faz dois experimentos usando um tubo de vidro e outro de cobre e simula a passagem de um imã no interior de ambos os tubos, e fazendo este experimento ele prova a lei de Faraday na prática, no desenrolar do trabalho se apresenta o enunciado das leis de Faraday e de Lenz os valores comerciais de indutores. Este trabalho foi de grande importância, pois vimos este experimento sendo realizado e explicado na pratica, mostrando aplicações básicas das leis de Faraday e Lenz.