Engnharia Do Trabalho

Eletricidade Aplicada Etapa 1 e 2

Etapa 1

1. Introdução Teórica

Nesse experimento pode ser ter uma dimensão de como as leis de Farady 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 .

2. Descrição

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 Farady prediz a ocorrência de uma força eletromotriz induzida na espira. A força eletromotriz induzida é conseqüencia 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 predizer 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 conseqüência 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. Conseqüentemente, 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 seria 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 ima 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 Farady, 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 indutor ( 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

2.2:

Usando a força gravitacional o corpo2 será solto na vertical em queda livre dentro do tubo de cobre. Observar o tempo de queda.

O corpo1 será submetido ao mesmo teste no tubo de cobre, sendo observado o tempo de queda.

Resultado: O corpo 2 cai com o tempo bem próximos do tubo de acrílico , estando dentro do tubo de cobre. O corpo 1 (imã) demora a sair do tubo de cobre (obs.: o cobre não é atraído pelo imã , por não ser ferro magnético).

2.3:

CONCLUSÃO DO RELATÓRIO.

Sabemos que a força da gravidade (aceleração gravitacional) atua nos dois corpos (massa 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 Lens ,ajuda a compreender o motivo de termos um tempo de queda diferentes entre os dois corpos. Na queda do corpo 1 (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 opõem a força peso do imã em queda, assim, temos a força queda do corpo (gravidade) 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.

*O princípio das leis de Faraday e Lenz apresentados no experimento no youtube descrito como “Freio Eletromagnético” pode ser descrito o princípio de um campo magnético que pode ser criado através do movimento de uma massa metálica em um campo eletromagnético.

Esse campo eletromagnético que gerado é contrário ao campo que o gerou, fazendo assim com que o objeto tenha uma velocidade de queda menor do que o objeto é lançado em tubo de cobre, esse objeto é um pequeno imã onde após ser lançado no tubo a força peso tende a “puxar” o objeto para baixo (força da grávida, F=m.a), mas como se trata de campo magnético o tubo se comporta como uma bebida onde aliado ao movimento de queda gera um campo magnético que se opõe a tendência de queda.

Esse mesmo princípio é usado para funcionamento de alternadores, dínamos e transformadores, onde terras o enrolamento de cobre (como se fosse o tubo de cobre), o induzido que se comporte como