Relatório - Linhas de Campo

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[pic 1][pic 2][pic 3]

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[pic 4][pic 5][pic 6]

INTRODUÇÃO

Uma carga elétrica em movimento e submetida a um campo magnético sofre a atuação de uma força de natureza eletromagnética. A regra da mão direita auxiliará na compreensão prática do sentido da força magnética gerada: considerando o polegar no sentido do movimento da carga e os demais dedos no sentido do campo, o sentido da força magnética será determinado de acordo com a polaridade da carga. Se for positiva, o sentido da força será o mesmo da palma da mão, caso seja negativa o sentido será o mesmo das costas da mão.

Quando se trata de corrente elétrica, adota-se o sentido do movimento dos elétrons, e não o sentido convencional da corrente (sentido contrário ao do movimento dos elétrons).

OBJETIVO:

• Familiarizar o aluno com montagem em laboratório;
• Mostrar o espectro magnético, isto é, a distribuição das linhas do campo magnético(Lc) relativas as algumas distribuições de correntes.

MATERIAL UTILIZADO:

• 1 – Varivolt;
• 1 – Transformador de corrente (TC);
• 1 – Chave ou disjuntor;
• 2 – Barra condutora rígida com pedestal;
• 1 – Espira de cobre;
• 1 – Solenoide;
• 1 – Voltímetro;
• Limalha de ferro;
• Cabos para ligação.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Lei de Biot-Savart

Para compreensão ou interpretação das Lc das referidas distribuições de correntes em questão, faz-se necessário recorrer a lei de Biot-Savart, a qual define o campo magnético como:[pic 7]

A partir da fundamentação acima, é possível concluir que:

“As Lc devido a um elemento de corrente são circunferências perpendiculares ao elemento de corrente e concêntricas com sua reta suporte”.

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PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

[pic 8]

Legenda:

F1 = varivolte ;

D1 = Disjuntor;

TC1 = Transformador de corrente;

B1 = Barra de ferro;

S1 = Superfície onde coloca-se a limalha;

O experimento foi montado como na figura 1. O disjuntor neste circuito serve como um botão liga. O voltímetro é para medir a tensão que deve ser colocada no circuito para que a corrente forme o campo. Sendo assim, quando já ajustado o varivolte, liga-se o disjunto fazendo com que uma corrente circule e cria-se um campo magnético, conforme figura a baixo:[pic 9]

Legenda:

F1 = varivolte;

D1 = Disjuntor;

TC1 = Transformador de corrente;

B1 = Barra de ferro;

V ̃1 = Queda de tensão em cima da bobina de entrada do Trafo;

V ̃2 = Queda de tensão em cima da bobina de saída do Trafo;

I1 = I = Corrente inicial do circuito;

I2 = Corrente elevada no transformador;

S1 = Superfície com limalha;

A limalha de ferro quando colocada na superfície forma essas devidas linhas de forma a ficar um espectro do campo magnético da corrente que passa pela barra que está no centro da superfície.

Agora quando se tem duas barras com sentido opostos de corrente, o espectro do campo formado pelas limalhas ficou da seguinte forma:

[pic 10]

Legenda:

F1 = Fonte de tensão variável alternada (varivolte );

D1 = Disjuntor;

TC1 = Transformador de corrente;

B1 = Barra de ferro;

V ̃1 = Queda de tensão em cima da bobina de entrada do Trafo;

V ̃2 = Queda de tensão em cima da bobina de saída do Trafo;

I1 = I = Corrente inicial do circuito;

I2 = Corrente elevada no transformador;

S1 = Superfície com limalha;

Já quando trocamos as barras pela espira, o sistema fica desta forma:[pic 11]

Legenda:

F1 = varivolte;

D1 = Disjuntor;

TC1 = Transformador de corrente;

Es1 = Espira;

V ̃1 = Queda de tensão em cima da bobina de entrada do Trafo;

V ̃2 = Queda de tensão em cima da bobina de saída do Trafo;

I1 = I = Corrente inicial do circuito;

I2 = Corrente elevada no transformador;

S1 = Superfície com limalha;

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E o próximo circuito trocamos a espira pela solenoide fazendo o circuito assim:

[pic 12]

Legenda:

F1 = varivolte;

D1 = Disjuntor;

TC1 = Transformador de corrente;

So1 = Solenóide;

V ̃1 = Queda de tensão em cima da bobina de entrada do Trafo;

V ̃2 = Queda de tensão em cima da bobina de saída do Trafo;

I1 = I = Corrente inicial do circuito;

I2 = Corrente elevada no transformador;

S1 = Superfície com limalha;

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RESULTADOS E ANÁLISES

Figura 6: nesta figura pode-se constatar que o espectro feito pela limalha de ferro realmente foi muito parecido com o que é visto na prática.[pic 13]

[pic 14]

Figura 7: Nesta figura mostra quando as barras foram ligadas com o mesmo sentido de corrente produzindo assim um campo basicamente em volta das duas, isto é, quase sem linhas internas, comprovando que os campos quando giram no mesmo sentido somam-se afim de se tornar um só.