Eletromagnetismo, Provas de Química Industrial

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Universidade Federal do Piauí

Centro de Ciências da Natureza

Departamento de Física

Física Experimental

ELETROMAGNETISMO

WANDERLEY MATOS GONÇALVES

Teresina-PI

Novembro-

SUMÁRIO

• 1. INTRODUÇÃO
• 1. OBJETIVOS
• 1. MATERIAIS E COMPONENTES, MÉTODOS E MEDIDAS
  • 3.1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
  • 3.2. PROCEDIMENTOS
• 1. RESULTADOS E DISCUSSÕES
• 1. CONCLUSÃO
• 1. REFERÊNCIAS

1. INTRODUÇÃO

Nesta experiência será produzida corrente elétrica pela indução eletromagnética. Onde será estudada a lei de Faraday de indução e também a lei de Lenz, que é a mesma lei da conservação de energia, por análise qualitativa dos fatos observados. Mostrando como um campo magnético B e o fluxo magnético Ø podem ser avaliados.

De acordo com a lei de Faraday, se há variação de fluxo através de uma espira condutora, há um campo elétrico induzido. Consequentemente uma corrente elétrica circula pela espira. O fluxo magnético Ø é dado por Ø = (B x n)A, Onde B é o campo magnético já citado anteriormente, A é a área do plano da espira e n é o vetor unitário normal à superfície da espira

A força eletromotriz (fem) induzida é definida pela integral do campo elétrico induzido e o elemento infinitesimal de comprimento da espira. No caso da espira circular de raio r a força eletromotriz induzida é igual a Vi = E2rπ. A lei de Faraday estabelece que Vi = K x dØ/dt. Deve-se ser observados alguns aspectos desta lei pele verificação da corrente induzida na bobina de fio quando um magneto permanente é movido ou ainda mantido estático próximo da bobina.

Já na montagem posterior a corrente n bobina é novamente verificada, mas o campo magnético na bobina será causado pela corrente em uma segunda bobina mantida próximo e nota-se que a variação no campo pode ser causada tanto pelo movimento relativo das bobinas quanto pela variação da corrente que gera o campo. Onde é tido em vista o sentido da corrente elétrica induzida pela lei de Lenz.

Se duas bobinas separadas forem enroladas em torno de um mesmo núcleo, uma corrente variável em uma delas produzirá uma fem na outra que poderá ser calculada, fazendo uso da lei de Faraday e este dispositivo chama-se de transformador. O transformador é um componente de um circuito constituído por duas bobinas com um núcleo comum, em geral de alta permeabilidade magnética.

A força experimentada por uma partícula carregada movendo no espaço onde existe um campo elétrico e um campo magnético é chamado de força de Lorentz. A força de Lorentz é a soma vetorial da força devido ao campo elétrico com a força devido ao campo magnético.

A experiência de Oersted mostra que um fio condutor transportando corrente exerce força sobre a agulha magnética de uma bússola. O inverso também deve ser verdadeiro, o que foi verificado pelo francês André Marie Ampere, ao mostrar que um imã também exerce força igual e oposta sobre o condutor de corrente elétrica. Dispositivos que utilizam condutores transportando corrente elétrica e os campos magnéticos incluem motores elétricos, geradores e etc.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

 2 Bobinas de 225 espiras;  1 Bobina de 400 espiras;  1 Bobina de 500 espiras;  1 Barra magnetizada (imã permanente);  1 Galvanômetro;  1 Multímetro;  Cabos de ligação;  1 Bateria 12 V DC;  1 Lâmpada de filamento 12 V e 5 W;  1 Chave com conexão para rede elétrica;  2 Anéis de alumínio;  1 Núcleo de ferro laminado;  1 Tripé universal;  1 Reostato 300 R e 1 A;  1 Fio rígido de Cobre;  Bicarbonato de sódio.

3.2. PROCEDIMENTOS

Indução Parte A:

1. Conectou-se uma bobina de fio ao galvanômetro;
2. Determinou-se por inspeção o sentido da corrente quando houve movimento relativo entre a bobina e o magneto.

Indução Parte B (lei de Lenz):

1. Conectou-se uma bobina em série com a bateria 12 V DC;
2. Fez-se a montagem das duas bobinas de 225 espiras sobre o núcleo de ferro de modo que seus enrolamentos tivessem o mesmo sentido;
3. Conectaram-se os dois terminais da segunda bobina diretamente ao galvanômetro;
4. Determinou-se por inspeção o sentido da corrente na segunda bobina quando o “switch” para a primeira bobina foi fechado;
5. Abriu-se o circuito da primeira bobina e determinou-se por inspeção o sentido da corrente induzida na segunda bobina;
6. Fez-se um esquema semelhante ao enunciado no roteiro, exibindo o sentido da corrente na segunda bobina para os dois casos e interpretou-se pela lei de Lenz
7. Repitiu-se o procedimento com o núcleo de ferro removido.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Nos experimentos de observação do fenômeno da indução com o uso de um magneto e uma bobina mostraram que na região do pólo norte do imã permanente quando foi puxado a corrente não variava, mas quando empurrado variava visto pelo galvanômetro. Logo para o pólo sul aconteceu o inverso. De acordo com a lei de Faraday houve variação de fluxo através de uma espira condutora e houve um campo elétrico induzido. Consequentemente, uma corrente elétrica circulando pela espira da bobina.

Na observação da indução com duas bobinas usou-se a lei da Lenz para explicação qualitativa do comportamento, que foi a força eletromotriz vai até a bobina e criou a corrente elétrica, só que em sentidos contrários para o primeiro caso que continha o núcleo de ferro. O campo magnético foi gerado no sentido contrário.

O anel de Thomson pôde ser explicado pelo fato de que a corrente alternada oscilou ora em um sentido ora em outro que criaram vários campos mantendo o anel em equilíbrio. O experimento seguinte foi usado a mesma “peça” do experimento do anel de Thomson só que ao invés de se colocar o anel colocou-se outra bobina, que teve a função “abaixadora” de tensão por onde se acendeu uma lâmpada de 12 V e este sistema abaixador é a principal propriedade e funcionalidade dos transformadores.

No experimento motores elétricos , parte A sobre a força de Lorentz pôde-se se mostra e verificar que este efeito é a base de todos os motores elétricos e essa força sofrida por uma partícula no espaço por um campo magnético e elétrico é que a força de Lorentz, de fato. Logo a corrente ao ser induzida criou-se um campo magnético oscilantes e perpendiculares fizeram com que o fio de cobre fosse impulsionado ora para cima ou para baixo.

A última parte do experimento ainda sobre a força de Lorentz foi o uso de fluidos condutores que continha bicarbonato de sódio como eletrólitos, de

eletricidade sob a influência de um campo elétrico e de um campo magnético. Onde os colocou em movimento contrário ao campo magnético, pois se viu o “sal” iniciar um movimento saindo da placa negativa para a positiva.

6. REFERÊNCIAS

HALLIDAY, R. KENNETH, K. Física 3. Livros técnicos e cientificos Editora S.A. Rio de Janeiro-RJ, 1996.

ELETRICIDADE E MAGNETISMO. Disponível em: . Acessado no dia 18 de Novembro de 2010.