RELATÓRIO DA PRÁTICA 09: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

RELATÓRIO DA PRÁTICA 09: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

PRÁTICA REALIZADA EM 17/06

NOME: LUCAS GOMES DA SILVA CATUNDA

MATRÍCULA: 343964

TURMA: 01

PROFESSOR: GIOVANNI CORDEIRO BARROSO

CURSO DE QUÍMICA - BACHARELADO

Fortaleza, 19 de junho de 2013.

Introdução

     O magnetismo é o ramo da ciência que estuda os materiais magnéticos, isto é, materiais que possuem a capacidade de atrair ou repelir materiais. Os primeiros estudos acerca dessa propriedade se dão na Grécia antiga. No século VI A.C, Tales de Mileto foi a uma viagem para um local conhecido como Magnésia. Ele percebeu que existiam algumas pedras que possuíam a capacidade de atrair o ferro e, também, de atrair e repelir eles próprios, isto é, tal pedra, em determinada posição, repelia ou atraia outra pedra de mesma espécie. Os Chineses, porém, foram os primeiros a utilizar a propriedade do magnetismo para a criação do precursor da bússola que serviu para orientar os navegadores naquela época. Em 1269, Pierre de Maricourt consegue descrever os fenômenos associados às propriedades magnéticas. A nomenclatura polo norte e polo sul, como também a propriedade dos “opostos de atraem” se devem a esse cientista. Em 1920, descobriu-se que havia uma relação intrínseca entre eletricidade e magnetismo. Tal relação foi descoberta pelo físico e médico dinamarquês Hans Christian.
      O fluxo magnético, que será a propriedade que explicará alguns fenômenos dessa prática, que é o número de linhas magnéticas existentes em uma espira fechada. A relação é dada por:

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A lei de indução do Faraday é dada pela relação :

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Aplicando um determinado número de espiras, N, e cada fluxo sendo o mesmo para cada espira, a relação será:

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      Outro conceito que será aplicado será o estudo de um transformador. Transformador é uma ferramenta composta por duas bobinas próximas uma a outra que possui a capacidade de aumentar ou diminuir a tensão de uma corrente para outra.  No transformador, existe o enrolamento primário, que é a entrada do transformador, e o enrolamento secundário, a saída do transformador. A barra de ferro tem a função de aumentar o fluxo magnético devido e ao aumento da permissividade e, também, regular o fluxo magnético em cada espira. Pelo princípio de Faraday, a força eletromotriz induzida é a mesma para os dois enrolamentos. Logo:

                                                                                                                                                                                                                   
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Como a potência é igual, tanto para a parte primária quanto para a secundária, então:           [pic 8]

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OBJETIVOS

• Verificar experimentalmente a indução de eletromagnética
• Conhecer o princípio de funcionamento de transformadores, geradores e motores elétricos

MATERIAIS

• Fonte de Tensão (saída contínua de 0 a 12 V e alternada de 6 V e 12 V);
• Galvanômetro;
• Multímetro digital;
• Resistor de 8,2 Ω;
• Imã;
• Bússola;
• Bobinas (1200 e 300 espiras);
• Núcleo de ferro;
• Transformador;
• Motor elétrico;
• Gerador.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Utilizando uma fonte de tensão, foi montado um circuito em que se adicionava um resistor de valor nominal 8,2 Ω, mantendo a tensão em, aproximadamente, 9 V. Com a fonte de alimentação desligada, foi colocada uma bússola de forma a manter o ponteiro alinhado com o fio condutor. Em seguida, ligou-se a tensão e analisou o comportamento da bússola. Após isso, desligou-se a tensão novamente e ajustou-se a bússola de forma a manter o ponteiro perpendicular ao fio condutor. Em seguida, ligou-se a tensão e analisou-se o comportamento da bússola.

        No caso em que o ponteiro da bússola estava alinhado ao fio condutor, após ligar o gerador, houve um deslocamento quanto a direção que o ponteiro realizava. Quando ligado, o ponteiro ficou posicionado perpendicularmente ao fio condutor.

       No segundo caso, quando o ponteiro estava perpendicular ao fio, em que o condutor estava com a tensão deligada, após ligar a tensão, o ponteiro não se deslocou, isto é, manteve-se na mesma posição perpendicular quando a tensão se encontrava desligada.

Foi montado um circuito em que, juntamente com a fonte de alimentação que se encontrava desligada, foi adicionado o resistor de 8,2 Ω ligado em série com a bobina de 300 espiras. Foi montado outro circuito em que o galvanômetro estava ligado a uma bobina de 1200 espiras, em que este estava alinhado a bobina de 300 espiras. Em seguida, ligou-se a fonte na tensão de 9 V e descreveu o comportamento do galvanômetro.

       Quando se ligou a tensão, o ponteiro do galvanômetro fez um pequeno deslocamento pela direita, voltando a posição inicial logo em seguida. Quando se desligou a tensão o ponteiro do galvanômetro fez um pequeno deslocamento pelo lado esquerdo, voltando a posição inicial logo em seguida.

Com o mesmo circuito montado, foi colocado um núcleo de ferro entre as bobinas. Observou-se, em seguida, o comportamento do galvanômetro.

      O sentido do ponteiro ao ligar e, em seguida, desligar foi o mesmo, porém o deslocamento do ponteiro se mostrou bem superior ao procedimento anterior. A barra de ferro permitiu o aumento da permissividade do campo no espaço, de forma a aproximar as linhas de campo eletromagnético das bobinas. Isso aumenta a indução eletromagnética no local e, consequentemente, aumenta a variação de corrente no circuito.

Com uma bobina ligada ao galvanômetro, utilizou-se uma barra de imã aproximando e retirando do interior do solenoide. Foram estudadas diversas situações.

1º Caso 

Introduziu-se o polo norte do imã no interior da bobina. Analisou-se o comportamento do galvanômetro.

Quando se introduzia o imã, o ponteiro do galvanômetro se deslocava para a esquerda.

2º Caso

Retirou-se o imã do interior da bobina. Analisou-se o comportamento do galvanômetro.

Enquanto retirava o imã, o ponteiro do galvanômetro se deslocava para a direita.