Prática Laboratório - Campo Magnético

Prática Laboratório - Campo Magnético

Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Física – INFIS – UFU

Relatório 8 Campo Magnético

Arthur Alves Mascarenhas Uberlândia, 01 de Novembro de 2008

1 Objetivo

Analisar e explicar os diversos experimentos, conforme se segue:

Balança de corrente Linhas de campo Torque sobre espira Tubo de raios catódicos Bussola em um Campo Magnético

2 Material Utilizado

Balança de Corrente (acoplado a uma fonte). Limalha de Ferro. Espira presa a um fio. Tubo de Raios Catódicos.

Bussola abaixo de um fio percorrido por uma corrente.

3 Fundamentos Teóricos

de corrente elétrica

O campo magnético é resultado do movimento de cargas elétricas, ou seja, é resultado

diz-se campo eletromagnético

O campo magnético pode resultar em uma força eletromagnética quando associada a ímãs. A variação do fluxo magnético resulta em um campo elétrico (fenômeno conhecido por indução eletromagnética, mecanismo utilizado em geradores elétricos). Semelhantemente, a variação de um campo elétrico gera um campo magnético. Devido a essa interdependência entre campo elétrico e campo magnético,

O vetor campo magnético B em um dado ponto do espaço é definido a partir da força F que age sobre uma partícula de carga q que passa por esse ponto com velocidade v por:

F = q v x B

O símbolo (produto vetorial) significa que o vetor é perpendicular ao plano dos vetores e e o seu sentido é dado (se a carga q é positiva) pela regra da mão direita. Se os dedos da mão direita são colocados na direção e no sentido do vetor e girados para que fique na direção e sentido do vetor , o polegar, que faz o papel de eixo de rotação, aponta o sentido do vetor . O símbolo significa também que o módulo da força F é dado por:

F = q.v.B sen onde é o ângulo entre v e B.

4 Procedimentos

Balança de corrente:

uma fonte de corrente contínua

É constituída de um ímã em forma de “U” e de uma semi-espira conectada a

Ao ligar o circuito, observou-se que a semi-espira se levantou. Conforme figura abaixo:

Figura 1: Balança de Corrente

Invertendo o sentido da corrente, foi observado um movimento contrário ao anterior. Linhas de Campo:

É composto por um ímã preso a uma placa de vidro. Na parte superior do vidro, contrário ao ímã, colocou-se uma folha sulfite e sobre esta se despejou limalha de Ferro, observado-se linhas de força conforme figura abaixo:

Figura 2: Limalha de Ferro em um folha sulfite sobre um ímã Torque Sobre uma Espira:

ímã em “U”, acoplado a uma fonte

O experimento é composto, por um solenóide toroidal quadrado envolto por um

Estabelecendo-se uma corrente ao sistema, em um sentido, conforme figura abaixo:

Figura 3: Torque Sobre Espira Invertendo-se o sentido da corrente, temos:

Figura 4: Torque Sobre Espira – Invertendo Sentido da Corrente

Tubo de Raios Catódicos:

ímã em forma de barra no mesmo

O experimento é constituído de um tubo de raios catódicos. Aproxima-se um Primeiro a parte vermelha do ímã, conforme figura abaixo:

Figura 5: Tubo de Raios Catódicos - I

Em seguida, a parte verde do ímã, como se consta na figura:

Figura 6: Tubo de Raios Catódicos - I

Bússola em um Campo Magnético:

O experimento é constituído por um fio ligado a uma fonte, e uma bussola abaixo deste. Ao se estabelecer uma corrente no fio, a agulha da bussola se move, conforme figura abaixo:

Figura 7: Bússola sobre influencia de um campo - I Ao se inverter o sentido da corrente, a agulha se inverte:

Figura 8: Bússola sobre influencia de um campo – I

5 Resultados e Discussões

Balança de corrente:

Conforme a figura 1, o campo magnético está na direção Norte para o Sul e o surgimento da força para cima. Quando o sistema foi ligado, é explicado pelo fato do produto vetorial em que a corrente (regra da mão direita) vetorial, ocasionará uma força ortogonal ao plano da mesa, ou seja, a semi-espira “se levanta”. Conforme figura 1, o sentido da corrente de elétrons e alterado, logo, o sentido da força também será invertido, ou seja, a semi-espira “se abaixa”.

Linhas de campo:

sulfite, observou-se o aparecimento de linhas de força

De acordo com a figura 2, ao se despejar a limalha de Ferro sobre a folha Pode-se representar o campo magnético através dessas linhas:

A direção da tangente a uma linha de campo magnético em qualquer ponto fornece a direção do campo nesse ponto.

O espaçamento das linhas representa o módulo do campo, quanto mais intenso o campo, mais próximas estão as linhas e vice-versa.

Num ímã em forma de barra, todas as linhas passam pelo interior deste e formam curvas fechadas.

As linhas de campo entram no ímã por uma das extremidades e saem pela outra. Por onde as linhas saem chama-se pólo norte, e por onde as linhas entram é chamado de pólo sul. Pelo fato do ímã possuir dois pólos, diz-se que este possui um dipolo-magnético.

Torque sobre Espira:

Estabelecendo-se uma diferença de potencial ao sistema, a corrente percorrida no solenóide induziu o surgimento de linhas de campo magnéticas induzidas no interior do mesmo, ocasionando que o solenóide se transformou num ímã, em que o lado esquerdo ficou com o pólo norte e o direito com o pólo sul, ocasionando uma repulsão, observando assim um torque. E invertendo o sentido da corrente, o torque será no sentido contrário, como observado anteriormente.

Tubo de raios catódicos:

Conforme figura 5, foi aproximado o pólo norte de um ímã na tela do dispositivo que limita cargas ionizadas que, em contato com a tela, produziam um ponto luminoso.

Pela regra da mão direita, o produto vetorial entre produz uma força para cima, uma vez que, o sentido da velocidade das cargas está sendo projetado para fora da

tela, logo, a força é ortogonal ao plano de e

Conclui-se assim, que as “cargas ionizadas”, tratam-se de um feixe de elétrons. Aproximando-se o pólo sul do ímã, o feixe eletrônico é deslocado para baixo

constante o sentido do feixe eletrônico (saindo da tela)

(regra da mão direita), pois o sentido de é contrário ao anterior, permanecendo Bússola em um campo magnético:

Observando os pontos cardeais, verificou-se que o ponto azul da bússola apontava para o pólo sul geográfico, a parte vermelha do ímã que utilizamos nos experimentos, atraia o mesmo, logo a parte vermelha é o norte magnético do ímã e o verde, a parte sul do ímã.

6 Conclusão

conceitos de campo magnético

Através do rodízio de experimentos, foi possível observar com êxito os

Analisar como o sistema se comporta, ao se inverter o sentido da corrente, no experimento da balança, na espira, e na bússola (campo magnético gerado por corrente em movimento no fio). corrente em movimento no fio).

7 Bibliografia

H. M. Nussenzveig, Curso de Física Básica, Eletromagnetismo, Vol. 3, Editora Edgard Blucher, 2003.

Chaves, Alaor. Física Básica: Eletromagnetismo / Alaor Chaves. – Rio de Janeiro: LTC, 2007. Il.

Halliday, David, 1916 – Fundamentos de Física, v.3: eletromagnetismo, 7ºed. / David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, tradução Ronaldo Sérgio de Biasi. – Rio de Janeiro: LTC, 2007 4 v.: il.

Comentários