Relatório física experimental II

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Universidade Federal de Campina Grande

Centro de Ciências e Tecnologia

Unidade Acadêmica de Física

Laboratório de Eletricidade e Magnetismo

Prof. Pedro Luiz – Turma: 13

Aluna: Maria Eduarda L. N. Dantas

Matrícula: 114210968

SOLENÓIDE E ESPIRA CIRCULAR

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1. INTRODUÇÃO:

1.1 INTRODUÇÃO TEÓRICA:

Um solenóide é uma bobina formada por espiras circulares muito próximas. Como o número de espiras do solenóide é grande então podemos concluir que o comprimento do solenóide é muito maior que o diâmetro das espiras. O campo magnético do solenóide pode ser encontrado a partir da soma vetorial dos campos que são produzidos pelas espiras.

O campo magnético tende a se cancelar entre espiras adjacentes. Em pontos no interior do solenóide e razoavelmente afastados do fio, o campo é quase paralelo ao eixo central do solenóide. Um solenóide é dito ideal quando é infinitamente longo e suas espiras são também infinitamente próximas sendo assim o campo no interior do solenóide é uniforme e paralelo ao eixo central além do campo magnético do lado de fora dele ser zero. Tomar o campo externo como sendo zero é uma excelente aproximação para um solenóide real se o comprimento do mesmo for muito maior que o diâmetro, e se forem considerados pontos que não estão próximos das extremidades do solenóide.  O sentido do campo magnético no interior do solenóide é dado pela regra da mão direita.

A figura abaixo mostra o esquema de um solenóide.

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              Em um solenóide com n espiras o seu campo magnético é dado pela seguinte equação:

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A relação entre o fluxo Φ e a f.e.m. induzida ε é determinada pela equação:

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No caso presente, o campo magnético é produzido por um solenóide. Sendo B constante em seu interior,

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Se a bobina de prova então N espiras,

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Onde B é o campo magnético e S é a área da secção transversal da bobina de prova.

Se uma corrente alternada I, onde [pic 8], produzirá uma tensão induzida, então,

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O fluxo Φ agora será dado por,

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Logo, a f.e.m. induzida será,

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A leitura no voltímetro é dada por,

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Considerando que,

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Então,

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        Esse experimento tem como objetivo a determinação do campo magnético no interior e sobre o eixo de um solenóide como uma função estabelecendo diversas relações como funções para a determinação do campo magnético.

1.2 OBJETIVO:

Verificar da Lei de Biot-Savart no campo de uma espira circular, através do princípio de indução (lei de Faraday).

Também na parte 2: Determinar a tensão induzida em uma bobina de prova em um ponto sobre o eixo de uma espira circular.

1.3. MATERIAL UTILIZADO

• Kit do Laboratório

1.  PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

1.  PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL (1ª parte):

        Inicialmente anotamos o valor dos parâmetros da espira circular (N – número de voltas, R – raio) e da bobina de prova (N- número de voltas, r – raio).

        Anotado os valores dos parâmetros citados logo acima, então começamos a montar o circuito de figura abaixo.

                                              [pic 15]

        

Terminado de montar o circuito, estabelecemos um valor para a corrente de 2,0 A e medimos o valor da tensão induzida ERMS na bobina exploradora em função da distancia x até o seu centro. Tomando para x valores com intervalos de 1,0cm. Fizemos três medidas para cada posição.

Logo após, o kit foi ligado conforme a figura 15-13 da apostila e uma corrente AC de 1A foi aplicada e a bobina foi colocada no interior do solenóide, a bobina utilizada tinha 22,8esp/cm e raio 20mm e o solenóide 348esp e raio 0,74, com o circuito ligado verificamos a tensão induzida na bobina de prova e variamos a corrente verificando a tensão, os valores foram anotados na tabela 2.

         

1. DESENVOLVIMENTO:

3.1 Os valores do experimento da tabela 1:

R(cm)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
E(mV)	7,8	7,6	7	6	5,1	4,2	3,3	2,6	2,1	1,7	1,5	1,2
E(mV)	8,1	7,9	7,2	6,3	5,3	4,4	3,6	2,9	2,3	1,8	1,5	1,2
E(mV)	8,1	7,8	7,2	6,3	5,4	4,4	3,6	2,9	2,3	1,8	1,5	1,2
Em(mV)	8	7,8	7,1	6,2	5,2	4,3	3,5	2,8	2,2	1,8	1,5	1,2