LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO II
Por: glminerva • 21/12/2018 • Relatório de pesquisa • 1.376 Palavras (6 Páginas) • 174 Visualizações
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UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAU´ CENTRO DE CIEˆNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE GRADUAC¸ A˜O EM F´ISICA LICENCIATURA
LABORATO´RIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO II
FENOˆMENOS ELETROMAGNE´TICOS
Alunos:
Gabriel Lopes da Silva
Lucas Nascimento Monteiro
Francisco Oliveira Araujo
Fabio Luis da Silva Junior
Ronis Ricardo Queiroz
Professor: Dr. Marcos José Pereira
SOBRAL – CEARA´
Dezembro de 2018
- INTRODUC¸ A˜O
Michael Faraday contribuiu bastante para o eletromagnetismo uma das descobertas mais importante dessa teoria ´e a rela¸c˜ao da for¸ca eletromotriz pode ser gerada com a varia¸c˜ao de um fluxo magn´etico com o tempo. Faraday aproximou dois circuitos el´etricos, percebeu que no momento em que um deles era ligado ou desligado, aparecia por um instante de tempo uma corrente no outro circuito. Percebeu tamb´em que o sentido da corrente era diferente se o circuito estava sendo ligado ou desligado.
Faraday comprovou que era o efeito magn´etico ao aproximar o ima˜ e com isso o surgimento de uma corrente. Essa corrente permanecia enquanto o im˜a estivesse em movimento, e tinha sentido contra´rio dependendo se o im˜a se afastava ou se aproximava.
FUNDAMENTAC¸ A˜O TEO´RICA
- Lei de indu¸c˜ao de Faraday
A induc¸˜ao eletromagn´etica descoberta por Faraday manifesta uma uma for¸ca eletromotriz completamente distinta da que se manifesta em uma bateria em um circu´ıto. Uma corrente que circula em um anel fechado que na˜o faz nenhum contato f´ısico com nenhum sistema cuja a¸c˜ao possa ser relacionada com a energia cedida ao circuito. Faraday resumiu o resultado de dois experimentos realizados e uma lei que relaciona a f.e.m no circuito com outras varia´veis do sistema.
A an´alise de Faraday foi feita ao aproximar o ´ıma˜ como o da figura:
[pic 3][pic 4]
Fonte – http://efisica.if.usp.br
Quando ´ıma˜ se descola como no primeiro o galvanoˆmetro sofre uma deflexão como mostrado na figura. Se pararmos o ´ıma˜, o galvanoˆmetro na˜o vai indicar nenhuma deflexa˜o, por´em ao se retornamos o movimento na dire¸c˜ao indicada na figura o galvanˆometro indicar´a uma corrente de sinal contr´ario a anterior.
A corrente que se observa ´e chamada de corrente induzida, e Faraday concluiu que era devida a` existˆencia de uma for¸ca eletromotriz induzida.
A lei de indu¸c˜ao de Faraday nos diz que que a f.e.m ε num circuito ´e igual a taxavaria¸c˜ao do fluxo atrav´es do circuito com o sinal trocado, se a taxa de varia¸cao ´e dada em Webers/segundo a f.e.m sera´ em volts
[pic 5]
Se aplicarmos a mesma ana´lise para uma bobina de N espiras, aparecer´a umaf.e.m em cada uma das espiras, as quais devem ser somadas, ao considerar todo o circuito. Se as espiras forem enroladas t˜ao pro´ximas uma da outras que podemos dizer que todas elas
ocupam a mesma posi¸c˜ao do espa¸co, o fluxo sera´ o mesmo praticamente em todas as espiras.Para esse caso podemos enta˜o escrever a equa¸c˜ao da seguinte forma:
[pic 6]
Podemos ent˜ao enunciar a a lei de Faraday de modo quantitativo:
a f.e.m induzida numa espira condutora ´e igual ao negativo da taxa do fluxo magn´etico atrav´es da espira est´a variando com o tempo.
Lei de Lenz
Trˆes anos depois de Faraday ter formulado sua lei de indu¸c˜ao, Heinrich Friedrich Lenz tamb´em reformulou a a sua para determina¸c˜ao do sentido da corrente induzida numa espira condutora fechada:
Uma corrente induzida surgir´a numa espira fechada com um sentido tal que ela opor´a `a varia¸c˜ao que a produziu
Diferente da lei de Faraday a Lei de Lenz refere-se a correntes induzidas e na˜o a f.e.ms, por isso fica restringida apenas a espiras condutoras fechadas, mas podemos sim analisar como aconteceria se a espira n˜ao for fechada e deste modo, determinar o sentido da
f.e.m induzida.
Lei de Ampere
Inicialmente desenvolvida por Andre Marie Amp`ere(1775-1836) a lei de Ampere em homenagem a este f´ısico francˆes ´e a rela¸c˜ao entre uma distribui¸c˜ao de corrente e o campo que ela gera. A lei de Ampere com tudo, tem a simplicidade e uma forma que torna compat´ıvel com outras equa¸c˜oes do eletromagnetismo, esta rela¸c˜ao ´e feita matematicamente da seguinte forma:
[pic 7]
Onde ˙B ´e o campo magn´etico, d˙l ´e o deslocamento infinitesimal em torno da curva que chamamos de amperiana,µ0 ´e a constante de permeabilidade do v´acuo e seu valor exato ´e
µ0 = 4π·10−7T · m/A e i ´e a corrente l´ıquida envolvida pela curva amperiana.
Selen´oide
Um solenoide ´e um enrolamento de fio condutor que acompanha ou envolve a superf´ıcie de um cilindro. Esse condutor enrolado na forma helicoidal tamb´em ´e chamado de bobina como mostra na figura
[pic 8][pic 9]
Fonte – http://www.iesbajoaragon.com
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