Análise De Campo Elétrico E De Correntes Elétricas Em Um Motor Elétrico, Alto Falante E Balancim Magnético.

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

Campus Universitário da Região dos Vinhedos

Centro de Ciências Exatas, da Natureza e Tecnologia

Análise de Campo Elétrico e de Correntes Elétricas em um Motor Elétrico, Alto Falante e Balancim Magnético.

Acadêmicos: César Bonamigo, Cristian Bonamigo, Gabriel Romio,Marcelo Manfroi , Joni Castro

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1 – INTRODUÇÃO

O objetivo desses experimentos é de analisar o comportamento dos campos elétricos e as correntes elétricas envolvidas. No experimento do motor elétrico vamos construir um sistema simplificado de motor de corrente contínua.Trata-se de uma aplicação de grande importância de eletromagnetismo.Já para o experimento do alto falante vamos analisar como as ondas sonoras são originadas através de sinal elétrico.Com o balancim magnético analisaremos os sentido dos campos e da corrente elétrica com a utilização de um imã.

2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Motor Elétrico: Para que o motor realize trabalho têm que haver a interação entre campos eletromagnéticos, mas também há motores que se baseiam em outros fenômenos eletromecânicos como as forças eletrostáticas.Os motores eletromagnéticos são baseados em uma força mecânica em todo um fio quando está conduzindo corrente elétrica que está imersa em um campo magnético. A força é descrita pela lei da força de Lorentz e é perpendicular ao fio e ao campo magnético. Em um motor giratório, há um elemento girando, o rotor. O rotor gira porque os fios e o campo magnético são arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do rotor. Os motores magnéticos são na sua maioria giratórios, a parte giratória que geralmente fica no interior é denominada de rotor e sua parte que permanece estacionária se chama estator.Eletroimãs posisionados em ranhuras do material ferromagnético cosntituem o motor. Mas existem também motores lineares.

Alto-Falante: Com a chegada das válvulas termiônicas se criou a necessidade de um dispositivo de transformar os sinais elétricos amplificados pela válvula em sinais sonoros, esse dispositivos são os alto-falantes,inicialmente para os fonógrafos elétricos e logo em seguida para os rádios receptores, isso em meados de 1924. Os diminutos movimentos comunicados à agulha, quando de sua passagem pelo sulco do disco, eram transformados em sinais elétricos que precisavam ser reconvertidos em vibrações mecânicas.

Balancim Magnético: A intenção nesse experimento prende-se à conversão de energia elétrica em energia mecânica. O principio básico do experimento repousa nas forças de repulsão eletromagnéticas, o trabalho dessas forças é quem possibilitara a manutenção do movimento, para se obter essa repulsão é preciso que dois campos magnéticos, originados por polos de mesmo nome,(ambos norte ou sul) interajam. Um dos campos pode ser estacionário, como é o campo magnético de um imã permanente, o outro, produzido por corrente elétrica, circulando de maneira intermitente por uma bobina.

3 – METODOLOGIA EXPERIMENTAL:

Primeiro Experimento: Motor Elétrico

Objetivo:

Neste experimento vamos construir um sistema simplificado de motor de corrente contínua.Trata-se de uma aplicação de grande importância de eletricidade e magnetismo.

Contexto: O motor elétrico funciona com base na repulsão entre imãs, um natural e outro não natural, neste nosso exemplo o imã não natural será a bobina de fio de cobre, utilizamos o fio de cobre como imã não natural para que possamos manipular os polos magnéticos.

Para montagem do experimento usamos um fio de cobre, ao qual fora enrolado em uma superfície cilíndrica para assim obtermos a bobina necessária, deixando duas pontas livres de 2 cm no comprimento, no fio da bobina desencapamos totalmente um lado e no outro apenas 180º como é mostrado na figura 1.1, após isso colocamos a mesma sobre um suporte que permitia sua livre rotação. Feita a parte da bobina então acrescentamos um imã abaixo da mesma para criar o magnetismo e então energizamos as pontas da bobina, um lado com 0V e no outro 5V para gerar o segundo campo do experimento.

Figura 1.1 e 1.2

Funcionamento: Quando fixamos os jacarés um em cada lado da bobina a corrente elétrica da bobina cria um campo magnético na bobina e ai sim a bobina pode começar a rotacionar para se livrar da repulsão do imã que está a sua frente.

Segundo experimento: Auto Falante

Em uma circunferência menor formamos uma pequena bobina, com um fio de cobre de menor bitola, mas com 40 espiras, no seu centro foi colocado um imã, atravessando a mesma, essa então foi submetida a uma frequência de 20 Hz e tensão 10 V e 1 Ampêr.

A bobina está imersa no campo magnético do imã permanente e a medida que aplicamos uma corrente alternada em seus terminais é gerada pela bobina uma densidade de fluxo magnético. Quando os dois campos magnéticos entram em contato faz com que a bobina que está móvel se desloque sobre o imã, o sentido do campo magnético varia de acordo com o sentido da corrente, isso faz com que tenhamos ora tenhamos uma força