MEDIDA HORIZONTAL DO CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

APRESENTAÇÃO

Quando uma corrente elétrica flui através de um fio, um campo magnético é produzido em torno do fio.

Neste relatório iremos demonstrar o experimento onde estudamosa ação do campo magnético, gerado por uma bobina, sobre uma barra de ferro e a relação do campo magnético com a corrente e o como o número de voltas numa bobina influencia a variação da corrente.

SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO 3

OBJETIVOS 5

INTRODUÇÃO 5

MATERIAL UTILIZADO 6

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 6

QUESTIONÁRIO 7

BIBLIOGRAFIA 11

I. OBJETIVOS:

Observar o campo magnético gerado por uma bobina através da medida da força que este campo produz sobre uma barreira metálica. Analisar a dependência da força e do campo com a corrente elétrica, com o número de espiras e com a distância da bobina. Comparar os dados medidos experimentalmente com as previsões teóricas.

II. INTRODUÇÃO:

A história do magnetismo começou com um mineral chamado magnetita (Fe3O4), a primeira substância com propriedades magnéticas conhecida pelo homem, seu poder de atrair ferro já era conhecido séculos antes de Cristo. A força magnética que age em condutores percorridos por corrente, em um campo magnético, é muito importante, e através de seu conhecimento podem-se explicar os fenômenos magnéticos. Cargas elétricas em movimento originam campo magnético. Estando a carga elétrica em movimento em um campo magnético, há uma interação entre esse campo e o campo originado pela carga. Esta interação manifesta-se por forças que agem na carga elétrica, denominadas forças magnéticas. A intensidade da força magnética é F = q.v.B , em uma carga (q) movendo-se com uma velocidade (v) em um campo magnético (B). Uma das propriedades mais importantes dos materiais magnéticos é a formação de dois pólos. Um é chamado pólo norte, o outro pólo sul. Pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem.

• Direção e sentido: a força magnética que age no fio condutor percorrido por uma corrente elétrica terá direção perpendicular (a) ao plano que contém o fio considerado e (b) ao campo magnético. Nesse caso, o sentido é dado pela regra da mão esquerda de Fleming, com a observação de que o dedo médio indicará o sentido convencional da corrente (lembrando que o sentido da força depende do sentido da corrente):

III. MATERIAL UTILIZADO:

• 1 bobina de múltiplos terminais

• 1 fonte de tensão DC regulável

• 3 cabos

• 1 suporte universal

• 1 barra metálica (tarugo)

• 1 Dinamômetro

• Amperímetro da fonte

• Régua

IV. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

a) Prenda o dinamômetro no suporte universal. Meça o comprimento da barra metálica. Faça uma marca indicando 1/3 do comprimento da barra. Pendure a barra no dinamômetro e posicione o conjunto de odo que 1/3 do comprimento da barra fique dentro da bobina (use o referencial da marca), seguindo a figura a seguir:

b) Com a fonte de tensão desligada, conecte o par de cabos na fonte de tensa. Conecte um dos cabos no terminal zero da bobina. Conecte inicialmente, o outro ao terminal 250 espiras da bobina. A ligação deve corresponder ao esquema abaixo:

c) Sem ligar a fonte, faça a leitura do dinamômetro (força peso da barra metálica) e anote o valor medido.

d) Regule a fonte em uma corrente inicial definida pelo professor. Reposicione verticalmente o tarugo de modo que 1/3 fique no interior da bobina. Anote os valores da corrente e da leitura do dinamômetro após o reposicionamento. Aumente em passos regulares (por exemplo 0,05A), a corrente repetindo o procedimento de reposicionamento do tarugo. Obtenha pelo menos cinco medidas de corrente e força. Note que o aumento na força vertical para baixo sofrida pela barra se deve à força magnética (Fm) gerada pelo campo magnético da bobina. Assim, Fm sofrida pela barra é a diferença entre o valor indicado no dinamômetro com a bobina energizada e o valor lido com a bobina desligada.

e) Quando finalizar as medidas do item anterior, desligue a fonte, aumente o número de espiras utilizadas na bobina e repita o procedimento do item anterior. Faça as medidas para 250, 500, 750 e 1000 espiras.

f) Com 1000 espiras e corrente definida pelo professor meça a força sofrida pela barra deslocando gradativamente o suporte com o dinamômetro e a barra metálica para cima. Coloque a régua no interior da bobina e meça a posição da barra (d) e a força corresponde no dinamômetro. Repita o procedimento anterior para, ao menos, três valores da leitura do dinamômetro e de posição.

V. RELATÓRIO (LISTA DOS TÓPICOS QUE DEVEM SER ABORDADOS AO LONGO DO TRABALHO. ESTA LISTA NÃO É LIMITATIVA E NÃO DEVE SERVIR PARA ESTABELECER UMA SEQUÊNCIA EM SUA DISCUSSÃO):

1. Diga qual são os desvios avaliados de todas a medidas diretas envolvidas neste experimento. Calcule o valor de Fm e seu respectivo desvio.

R: Ver tabelas: 1 e 2, do ANEXO 1.

2. Usando a 2ª Lei de Newton justifique a forma da obtenção de Fm, a partir dos dados do experimento, exposta em IV.d).

R: Pela 2ª lei de Newton a FR = m.a e a FM – FP = m.a, logoFR = Fm - FP

3. A partir de dados coletados em IV.d) trace os gráficos de Fm em função da corrente para cada um dos números de espiras utilizadas (num mesmo papel). Dos gráficos é possível estabelecer uma ligação entre