Laboratório de Circuito Lógico
Por: Ranielly Henriques • 25/5/2023 • Relatório de pesquisa • 1.338 Palavras (6 Páginas) • 56 Visualizações
- Introdução
O estudo do campo magnético da Terra tem interesse prático na navegação, na comunicação, na prospecção mineral, entre outros. Esse campo tem um configuração semelhante à de um grande ímã em forma de barra, cujo polo sul está próximo do polo norte geográfico da Terra, como representado na figura 1, por meio de linhas de campos magnéticos.
[pic 1]
Figura 1. Representação das linhas do campo magnético da Terra, cuja configuração é semelhante à de um ímã em forma de barra.
O módulo do campo magnético da Terra varia de 20uT a 60uT, mas, devido às condições geológicas presentes em determinados locais, ele pode diferir bastante do valor esperado para aquela região. Na maior parte dos pontos na superfície da Terra, o campo magnético não é paralelo à superfície. Por isso, em geral, ele é especificado por meio do suas componentes horizontal, na direção Norte-Sul, e vertical.
Sabemos que uma bússola se alinha segundo a direção do campo magnético ao qual a mesma está sendo submetida. Se submetermos uma bússola qualquer ao efeito do campo magnético criado em laboratório a mesma não irá mais se alinhar segundo a direção do campo da Terra, mas segundo a do campo resultante.
Br = Bh + Ba
Br – Campo resultante
Bh – Componente horizontal do campo da Terra
Ba – Campo criado em laboratório
Quando aplicamos o campo criado no laboratório, temos a seguinte posição do ponteiro da bussola depois da aplicação mostrada na figura 2. Como a direção do campo magnético resultante depende dos valores de Bh e Ba podemo variar a direção do ponteiro variando o valor de Ba.
[pic 2]
Figura 2. Configuração da bussola logo após a aplicação do campo.
Tgθ = Ba / Bh
ou
Bh = Ba / Tgθ
Se θ for igual a 45º
Ba = Bh
O campo produzido por um fio percorrido por uma corrente num ponto P equidistante das extremidades, pode ser determinado da seguinte forma:
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
Para uma dada espira, o campo no seu centro será 4 vezes esse valor. No nosso caso temos uma espira quadrada a isto é, y = a Assim, fazendo Ba = 4Bp e substituindo y = a, o campo resultante Ba será dado por:
[pic 6]
Como temos oito voltas de fio, o campo no centro da bobina será 8 vezes esse valor:
[pic 7]
Podemos observar que Ba = C*I, onde:
[pic 8]
O valor esperado para componente horizontal do Campo da Terra, em nosso laboratório, é de Bh=0,23 gauss, onde 1 gauss é 10-4 T (tesla). Para ser utilizada a configuração do arranjo de Helmhotlz, temos as seguintes formulas:
[pic 9]
[pic 10]
- Objetivos
O objetivo principal nesta experiência é familiarizar-se com um método bastante simples de medição da intensidade da componente horizontal do campo magnético (indução magnética B) da Terra no nosso laboratório; como complementação, calibra-se a bobina para ser utilizar como amperímetro.
- Material Utilizado
Kit de laboratório.
- Procedimento Experimental
Ao chegar no laboratório foi montando-se o kit do experimento conforme as especificações contidas na apostila “Laboratório de Óptica e Eletromagnetismo: Física Experimental II” na página 256. As bobinas foram ligadas em séries conforme o arranjo Helmholtz e também ligou - se em série ao circuito um amperímetro. Conforme ilustrado de forma semelhante na figura 3.
[pic 11]
Figura 3. Esquema de montagem do kit de laboratório referente ao experimento da Campo magnético Terra.
Sendo feita a montagem do kit de laboratório foi aplicado uma tensão de 4V DC, varie a corrente de 5 em 5 mA e medindo-se a deflexão (ângulo), que a bussola sofre para cada incremento. Foram feitas medidas de ângulos de até 60º, repetindo-se os procedimentos 2 duas vezes, os seguintes dados foram obtidos:
I(mA) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
Θ(º) | 8,0 | 20,0 | 27,0 | 35,0 | 42,0 | 45,0 | 50,0 | 55,0 | 60,0 | 63,0 | 66,0 |
Θ(º) | 10,0 | 19,0 | 26,0 | 35,0 | 40,0 | 46,0 | 51,0 | 56,0 | 60,0 | 63,0 | 65,0 |
Θ(med.) | 9,0 | 19,5 | 26,5 | 35,0 | 41,0 | 45,5 | 50,5 | 55,5 | 60,0 | 63,0 | 65,0 |
Com base no gráfico de Θ(º) em função da corrente I(mA) para a determinação do campo magnético da terra (em anexo), foi determinado que para Θ = 45º temos que a corrente tem um valor aproximado de I = 29mA 🡪 I = 0,0029ª. Com base nos dados analisados no gráfico, pela fórmula:
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