O Estudo de Física Experimental
Por: Vinícius Freitas • 17/6/2023 • Trabalho acadêmico • 1.282 Palavras (6 Páginas) • 32 Visualizações
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciência e Tecnologia - CCT
Unidade Acadêmica de Física – UAF
Lab. Ótica Eletricidade e Magnetismo
[pic 1][pic 2]
CAMPO MAGNÉTICO DE UM E DOIS FIOS PARALELOS E LONGOS
Aluno: Luana do Nascimento Rocha Matricula: 113112066
Turma: 01(Seg: 8-10;Qua:10-12) Professor: Laerson Duarte
Nota:
Campina Grande, 04 de Abril de 2014
- Introdução
O físico OERSTED descobriu que as correntes elétricas produzem campos magnéticos. Através de observações concluiu que os campos magnéticos são originados por correntes até mesmo em imãs permanentes que possuem correntes microscópicas. O campo magnético proveniente de uma corrente que passa por um condutor reto é circular (co-axial) ao fio onde as linhas do campo magnético são perpendiculares ao condutor. As linhas de força de campo magnético produzido por uma corrente elétrica que passa num condutor retilíneo são circulares e existem em planos perpendiculares ao condutor. A representação feita num plano é valida para todos os planos (em número infinito).
Conforme a figura acima a determinação do campo produzido por uma corrente ao circular por um fio de comprimento infinito pode ser feita através da lei de Àmpere .Onde a campo pode ser calculado com a fórmula abaixo:
[pic 3]
Àmpere observou experimentalmente que dois fios longos e paralelos separados por uma distância d, percorridos por correntes que estão no mesmo sentido se atraem mutuamente (onde a força magnética tem o mesmo sentido uma da outras direções opostas) e que se as correntes são em sentidos opostos eles se repelem (onde a força magnética tem o mesmo sentido e direções).
Pode-se determinar o campo magnético ao redor de dois condutores, isto é, o campo que atuaria sobre uma outra corrente ou sobre uma agulha imantada situada nas proximidades, somando vetorialmente os campos correspondentes às correntes ia e ib. Este campo está esquematizado abaixo.
[pic 4]
Observe que os condutores se repelem quando as linhas de campo são mais densas na região compreendida entre eles do que na região externa a eles e que se atraem, quando as linhas são mais densas fora do que entre eles. As linhas de B atuam como se fossem alças de borracha, que resistem ao serem distendidas ou comprimidas. Imaginando deste modo as linhas de campo total, podemos ter uma ideia sobre as forças e os movimentos de correntes em campos magnéticos sem a necessidade de fazer cálculos detalhados.
Principio da superposição
Em cada região definida pela configuração dos dois fios, teremos um campo resultante de dois vetores, uma vez que o Campo magnético é uma grandeza vetorial, para fios longos a soma vetorial sempre poderá ser tomada como uma soma algébrica, pois os valores são sempre colineares, isto é, de mesma direção podendo mudar de sentido.
Considerando a figura abaixo:
[pic 5]
Dividimos o espaço em três regiões I, II, III, e calculando-se o campo B nestas regiões, superpondo os dois campos têm-se:
Na região I:
BT =[pic 6] (-∞ < r < 0)
Na região II:
BT = [pic 7] ( 0 < r < d )
Na região III:
BT = [pic 8] ( d < r < +∞ )
- Objetivos
Neste experimento temos como objetivos verificar a validade da Lei de Ampère em se tratando do campo produzido por fios longos, como também a comprovação do princípio da superposição de campos magnéticos para campos produzidos por dois fios paralelos e muito longos e a aplicação do princípio da indução na medição de campos.
- Material utilizado
- Dois fios Longos;
- Reostato;
- Bobina de Detecção;
- Fonte de tensão alternada;
- Amperímetro;
- Multímetro.
- Procedimento Experimental
- Montagem com um fio paralelo e longo
Primeiro montamos o circuito apresentado logo abaixo. Após a montagem, ligamos a fonte, estabelecendo cuidadosamente uma corrente de 2,0 A no circuito e manipulando a fonte e o reostato de forma que ela fosse adquirida. Lembrando que a bobina deve estar sempre paralela ao fio, anotamos os parâmetros da bobina e o número de espiras, bem como a ddp de acordo com a variação do raio (distância entre o fio e a bobina) descritos na tabela 1. Depois fixamos o raio em r= 4,0 cm e variamos a tensão. Os dados obtidos encontram-se na tabela 2.
[pic 9]
- Montagem com dois fios paralelos e longos
Ligamos novamente a fonte, e estabelecemos cuidadosamente uma corrente de 2,0 A no circuito, manipulando para isso a fonte regulável e o reostato.
Medimos a tensão induzida em função da distância r até o fio 1, na região externa. Variamos r a intervalos de 2,5 cm até 16,5 cm de distância. Os dados obtidos encontram-se na tabela 3.Fizemos o mesmo para a região entre os dois fios longos (região 2). Dados na tabela 4.
[pic 10]
- Resultados e Discussões
- Montagem com um fio paralelo e longo
Considerando o primeiro valor para r a distância do meio da barra que contém o fio ao meio da barra da bobina de prova, na qual está enrolada o fios para a indução. Tem-se:
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