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Trabalho apresentado à Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia (FACET) da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Abaetetuba, como requisito de avaliação da disciplina Laboratório de Física I, sob orientação do Prof. Dr. Marcos Allan Leite dos Reis.

Abaetetuba-PA 2013

Trabalho apresentado à Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia (FACET) da Universidade Federal do Pará, Campus Universitário do Baixo Tocantins, como requisito de avaliação da disciplina Laboratório de Física I. Ministrada pelo prof. Dr. Marcos Allan Leite dos Reis.

Abaetetuba, _/ _/2013

Prof. Dr. Marcos Allan Leite dos Reis Professor da disciplina Laboratório de Física I

O presente trabalho tem como finalidade observar experimentalmente a lei de

Lenz. Para atingir esse objetivo começamos revisando alguns conceitos envolvendo campo magnético natural, artificial e terrestre. Tudo realizado com bobina circular e através da regra da mão direita. Esta observação foi feita em uma experiência com quatro etapas, percebendo que, se um circuito fechado é submetido a uma variação de fluxo magnético, haverá nele uma corrente elétrica induzida, cujo sentido e intensidade dependem dessa variação do fluxo magnético. Por fim, calculamos o campo magnético gerado pela bobina e comparamos o resultado com o campo magnético terrestre.

Palavras-chave: Lei de Lenz; regra da mão direita; campo magnético.

APRESENTAÇÃO 5

2 OBJETIVOS 6

2.1 GERAL 6

2.2 ESPECÍFICOS 6

3 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 6

4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 18

4.1 MATERIAIS UTILIZADOS 18

4.2 DESCRIÇÕES DAS ETAPAS DOS PROCEDIMENTOS 19

EXPERIMENTAIS 19

5 RESULTADOS EXPERIMENTAIS 23

6 DISCUSSÃO E CONCLUSÃO 24

Ao iniciarmos o estudo da indução magnética, observamos que em 1531

Michael Faraday, descobria o princípio da indução magnética pelo qual uma variação do campo magnético produz um campo elétrico, induzindo corrente elétrica em materiais condutores.

Faraday

Contudo, segundo a lei de Lenz, qualquer corrente induzida tem um sentido tal que o campo magnético que ela gera se opõe à variação do fluxo magnético que a produziu. Matematicamente, a lei de Lenz é expressa pelo sinal negativo que aparece na expressão matemática da Lei de Faraday. Para entender o conteúdo da lei de Lenz pode-se considerá-la no contexto da atividade proposta com a lei de

Logo, este trabalho apresenta a observação experimental da lei de Lenz, onde toda vez que aproxima de um fio condutor a um campo magnético, cria nele uma corrente elétrica, denominada corrente induzida.

Esta experiência será realizada em quatro etapas, sendo que realizaremos a indução de corrente elétrica em bobina circular por meio de um campo magnético natural, aplicaremos a regra da mão direita na bobina circular e observar as polaridades realizará também a interação entre o campo magnético artificial da bobina com o campo magnético natural do imã. Por fim, calcularemos o campo magnético gerado pela bobina circular e comparar o resultado com o campo magnético terrestre.

Assim, O fato expresso na lei de Lenz, de que qualquer corrente induzida tem um efeito que se opõe à causa que a produziu, é uma realização, nesse contexto, do princípio de conservação da energia e este trabalho pôde demonstrar essa atividade física.

2 OBJETIVOS

2.1 GERAL Observar a lei de lenz.

2.2 ESPECÍFICOS

Realizar indução de corrente elétrica em bobina circular por meio de campo magnético natural se afastando ou se aproximando da bobina.

Aplicar a regra da mão direita na bobina circular com tensão de 5,0 V e observar as polaridades.

Realizar a interação entre o campo magnético artificial da bobina com o campo magnético natural do ímã.

Calcular o Campo magnético gerado pela bobina circular e comparar o resultado com o campo terrestre.

3 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO Considere um condutor reto AB inicialmente em repouso em um campo magnético uniforme montado conforme a figura abaixo.

Figura1: Condutor AB.

Quando o condutor é movimentado com velocidade , perpendicularmente às linhas de indução do campo magnético, o galvanômetro de zero central G indica a passagem de uma corrente elétrica denominada corrente induzida.

Caso o sentido da velocidade seja invertido, a corrente elétrica induzida flui em sentido contrário. Esse fenômeno ocorre porque, quando o condutor se movimenta cruzando as linhas de campo, os elétrons do condutor ficam sujeitos a uma força magnética paralela ao condutor. Dessa forma, caso a velocidade esteja no sentido indicado na figura, os elétrons livres se movimentam e a extremidade B vai eletrizando negativamente e a extremidade A, positivamente, gerando um campo elétrico, no interior do condutor, de intensidade crescente. Este campo elétrico exerce uma força que passa a agir nos elétrons no sentido contrário ao da força magnética.

Quando a força elétrica tiver a mesma intensidade da força magnética, as cargas nas extremidades permanecerão constantes, bem como a ddp entre os extremos A e B, como mostra a figura.

Figura2: Força elétrica com a mesma intensidade da força magnética.

Pode-se concluir, então, que o condutor em movimento no campo magnético é dotado de uma força eletromotriz denominada força eletromotriz induzida ( ).

O valor da força eletromotriz induzida é de:

= , onde é a intensidade do campo magnético, é o comprimento do condutor e , a velocidade de deslocamento.

Caso o condutor se movimente ao longo de fios condutores