As Leis de biot savart

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INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS & TECNOLOGIAS – DET

ENGENHARIA QUÍMICA 2º ANO

FÍSICA EXPERIMENTAL

        

Aula Prática Nº 3: Lei de Biot-Savart

Nome: Deodato Gilberto Muanza Simão

Nº: 20170978

Curso: Engenharia química

Turma: EQM3-M1

Sala: D2

Docente: Dr. Luís Manuel

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Introdução

        Os fenómenos de magnetismo são estudados desde a muitos anos, já se conhecia naquele tempo pedras que podiam atrair pedaços de ferro. O termo magnetismo provem de uma localidade da Turquia que se chama magneto que é o local de onde as pedras que atraiam o ferro eram encontradas; hoje em dia essas pedras são conhecidas genericamente como íman natural. (Halliday, p.202)

        A aplicação do campo magnético é vasta e tem mudado com o decorrer dos anos, ele é usado na indústria do entretenimento para a gravação de sons e imagens embora nos últimos anos com o desenvolvimento de novas tecnologias esta tenha entrado em desuso, ela ainda usa o campo magnético para o controlo de CD players e DVD players, nos altifalantes de rádios e televisores, nos microfones. (Halliday, p. 202)

        Um fenómeno associado ao campo magnético cujo estudo tem uma vasta aplicação nos dias de hoje é o “fenómeno de indução magnética”, que compreende-se como sendo uma força (chamada de força magnética) que age sobre uma partícula em movimento. A lei de Biot-Savart estudada pelos dois físicos anteriormente citados nos dá a possibilidade de calcular a indução magnética criada por um condutor pelo qual passa uma certa quantidade de carga dq em um intervalo de tempo dt considerando um comprimento dl.

         

Objectivo

Objecto geral

• Estudar o campo magnético criado por diferentes bobinas.

Objectos específicos

• Verificar a dependência do campo magnético a distância do ponto em que calculamos.
• Verificar a dependência do campo magnético ao número de espiras de uma bobina.
• Comparar os valores de indução magnética obtidos para as diferentes bobinas.
• Comparar os valores de indução magnética obtidos experimentalmente com os calculados aplicando a lei de Biot-Savart.

Método experimental

Figura 1: Esquema da prática

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        Baseando-se no esquema apresentado anteriormente usou-se dois grupos (A e B) cada um com 3 bobinas.

        Para o grupo A, constituído por três bobinas de comprimento e número de espiras diferentes que tinham respectivamente, 300, 200 e 100, determinou-se inicialmente com uma régua e paquímetro o centro de cada uma e em seguida, determinou-se a indução magnética no centro (valor máximo) e posteriormente determinou-se com o auxílio de teslametro a indução magnética à direita e à esquerda do centro, de 1 até 10cm em passos de 1cm.

        Para o grupo B, constituído por três espiras de mesmo comprimento l, com 300, 150 e 75 espiras respectivamente, determinou-se o centro de cada uma, e seguida determinou-se unicamente no centro a indução magnética com o auxílio de um teslametro.  

Teoria

        Os campos magnéticos são gerados por cargas em movimento, partindo desse princípio, podemos definir o campo magnético como sendo a zona onde uma partícula carregada está sujeita a uma força (força de Lorentz) que define:

F = qv × B

        O valor numérico do campo magnético criado por um condutor é dado pelo vector indução magnética que segundo que segundo a lei aqui estudada (lei de Biot-Savart) é dado pela fórmula:

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Resultados

Grupo A

Para o grupo A determinou-se a indução magnética no centro e uma certa distância deste, e os resultados são apresentados a seguir.

Bobina com 300 espiras

Gráfico 1: Indução em função de X para 300 espiras

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        OBS: Os valores negativos apresentados expressam basicamente uma convenção adotada para valores de X encontrados à esquerda do centro.

Comparação com a equação (13)

Tabela 1: Comparação com as ideais

X	B(mT)	B´(mT)	Er (%)
1	2,21	2,01	9,04
5	2,14	1,94	10,3
6	2,01	1,95	3,08

Tabela 2: Comparação dos valores de indução