PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

           [pic 1]    PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

LABORATÓRIO DE FÍSICA III

ENGENHARIA MECÂNICA

INDUTÂNCIA DE UMA BOBINA

AUTOR: CAMILA LUIZA MARTINS

PROFESSOR: JOYCE ARAÚJO

16 DE MAIO DE 2018

INTRODUÇÃO

O  objetivo  desse  ex perimento  é  observar  a  resistividade  elétrica

com  bas e  na  diferença  de  potencial  e  na  corrente  elétrica  que  estão  passando

pelo fio de  metral

O  objetivo  desse  ex perimento  é  observar  a  resistividade  elétrica

com  bas e  na  diferença  de  potencial  e  na  corrente  elétrica  que  estão  passando

pelo fio de  metral

O  objetivo  desse  ex perimento  é  observar  a  resistividade  elétrica

com  bas e  na  diferença  de  potencial  e  na  corrente  elétrica  que  estão  passando

pelo fio de  metral

         

Quando uma bobina percorrida por uma corrente elétrica surge um fluxo magnético. Se a corrente for variável (ou alternada), este fluxo também será variável e como a variação de um fluxo magnético gera uma força eletromotriz, podemos concluir que em qualquer bobina em que a corrente não é constante, aparece uma força eletromotriz induzida.

Seguindo as Leis de Faraday, podemos escrever conforme a expressão:

[pic 2]    (1)

O fluxo magnético é diretamente proporcional a intensidade da corrente elétrica i, com a constante de proporcionalidade igual a indutância L e sentido oposto a força eletromotriz.

Podemos definir indutância de uma bobina, como:

L=     (2)[pic 3]

A indutância representa o fluxo do campo magnético através da bobina por unidade de corrente. No sistema internacional indutância L é dada, em Henry (plural henries), onde 1 Henry = 1 tesla./ ampère. Usando a definição de indutância pela equação (2), podemos calcular a força eletromotriz induzida ℇind, de acordo com a equação (1), como:[pic 4]

[pic 5]  (3)

            A Figura 1 mostra um circuito RL em corrente alternada.  Conforme queda de tensão ℇ na resistência força eletromotriz total é equivalente em qualquer instante de tempo.

[pic 6]

Figura 1: Circuito RL

                ℇ + ℇind = Ri             ou

ℇ= L + Ri   (4)[pic 7]

A variação da força eletromotriz alternada num período, pode ser escrita da forma:

[pic 8]  (5)

Onde ω = 2πf  é a frequência angular da fonte e f é a frequência em hetz (Hz).

Resolvendo a equação surge uma grandeza igual a ωL, chamada XL ou reatância indutiva do circuito, medida em ohms. Assim:

[pic 9] (6)

Podemos demonstrar que a reatância indutiva cria uma oposição à variação da corrente, fazendo com que a mesma “se atrase”, de 90º, ou seja, de ¼ de ciclo.

Uma forma interessante de se trabalhar com grandeza, que provoca defasamento, é tratá-la como vetor. Este tipo de tratamento denomina as grandezas que tem a propriedade de defasarem de fasores. Alguns livros de circuitos elétricos dizem: “Um fasor é um pseudo-vetor”.

Como esta grandeza apresenta a mesma dimensão de resistência, definimos a impedância, Z, como sendo uma resultante entre a ação conjunta da resistência e reatância.

                                                                   [pic 10]

[pic 11][pic 12]

[pic 13]

[pic 14][pic 15]

Figura 2: Diagrama fasorial

Do diagrama acima temos:

R2 + X2L = Z2         (7)

Usando as relações anteriores temos:

[pic 16]     (8)

OBJETIVOS

Medir experimentalmente a indutância de uma bobina.

           

MATERIAL UTILIZADO

• Uma bobina;
• Uma fonte CC;
• Uma fonte CA;
• Um voltímetro universal;
• Um amperímetro universal;
• Cabos de ligação;

MÉTODOS

                    Circuito corrente continua:

Foi montado um com a fonte de tensão continua conforme esquema abaixo:

[pic 17]

A tensão foi variada na fonte e a corrente medida, como segue na tabela 1:

V(V)±3%	i(A)±3%
0,335	0,0053
1,322	0,0210
2,719	0,0434
3,612	0,0576
4,960	0,0793
5,980	0,0982
6,900	0,1098
7,820	0,1242

Tabela 1: Tensão continua (V) em função da corrente (i).

Foi construído o gráfico V x i, com o auxílio do programa Scidavis:

[pic 18]

Como já sabemos, através da regressão linear encontramos a resistência R que equivale ao coeficiente linear da reta. R= (62,79 ±0,13) Ω.

Circuito em corrente alternada:

Usando o mesmo circuito, foi trocada a fonte de corrente continua para uma fonte de corrente alternada e foi selecionado no voltímetro e no amperímetro a função para medição em tensão e corrente alternadas.