Força magnético de acordo com a física experimental 2, Resumos de Física Experimental

Baixe Força magnético de acordo com a física experimental 2 e outras Resumos em PDF para Física Experimental, somente na Docsity! 2. Força Magnética sobre Condutores de Corrente 1 OBJETIVOS Analisar as forças magnéticas provocadas pela interação de correntes elétricas e campos magnéticos.  Prever a direção e o sentido das forças que agem sobre fios e espiras condutoras de correntes, imersos em campos magnéticos. 2 MATERIAL UTILIZADO Base de ferro com imãs; fonte de corrente contínua; cabos para conexão; suporte; garras; interruptor tipo campainha; triedro de vetores; balança de braços; nível; placas com condutores em circuito impresso, ímã em forma de "U" com peças polares. 3 ROTEIRO DE ESTUDOS 1. Qual é a expressão para o campo magnético B produzido por uma corrente elétrica i que circula num fio condutor retilíneo ? RESPOSTA: B = μoi/2πr, onde r éa distância perpendicular de um ponto ao fio. 2. Qual é a expressão que define a força que age sobre um fio condutor retilíneo de comprimento L, por onde passa uma corrente elétrica i, imerso num campo magnético extemo B? RESPOSTA: F = iLBsenθ L – vetor comprimento de intensidade L e está dirigido na mesma direção do segmento do fio no sentido convencional da corrente. 3. À medida que a intensidade da corrente i aumenta, o que acontece com o módulo da força magnética que age sobre este fio? RESPOSTA: Aumentando a corrente, a força magnética em módulo aumenta. 4. O que acontece com o sentido da força magnética se invertermos o sentido da corrente? RESPOSTA: Pela regra da mao esquerda ou direita, inverte-se o sentido da força. 5. Faça um desenho mostrando as forças que aparecem quando dois fios condutores, paralelos e percorridos por correntes de mesmo módulo e sentido, são colocados próximos um do outro. Explique. RESPOSTA: (ver desenho). A corrente que passa por cada fio cria ao seu redor um campo magnético, assim cada fio está imerso num campo externo (criado pelo outro fio), estando sujeito à ação de uma força magnética. Com as correntes tendo o mesmo sentido, os campos criados pelos fios apresentam sentidos opostos ao atuarem sobre o outro fio. Pela regra da mão esquerda, decobre-se que o sentido das forças sobre cada fio. Vemos que as forças são atrativas. 6. Repita o item anterior para o caso de fios paralelos transportando correntes de sentidos opostos. RESPOSTA: (ver figura). Como os campos gerados pelos fios têm os mesmos sentidos e os vetores L sentidos opostos, pela regra da mão direita encontramos o sentido das forças. Essas causam repulsão entre dois fios. 7. Cite três situações do cotidiano onde os fenômenos estudados estão envolvidos e são relevantes. RESPOSTA: 4 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO Este experimento está dividido em duas partes. Em ambas analisa-se o fenômeno da força magnética que atua sobre um condutor, quando este é percorrido por uma corrente e encontra-se imerso num campo magnético. A magnitude desta força depende da intensidade da corrente, da intensidade do campo magnético e do comprimento do condutor. Na primeira parte faz-se um estudo da orientação da força magnética em função da orientação do campo magnético, e do sentido da corrente que percorre o condutor. Na segunda parte é feito um estudo quantitativo, medindo-se a força que atua sobre o condutor. São utilizados quatro condutores com comprimentos diferentes e, para cada um deles, fazse circular correntes com intensidades diferentes. O campo magnético é devido a um ímã permanente e, portanto, será constante. Para medir a força é utilizada uma balança de braços. O equipamento usado na segunda parte em geral é chamado de balança de corrente. MONTAGEM EXPERIMENTAL (1 PARTE)  Prenda a haste cilíndrica no suporte (observe a Figura 1).  Prenda os terminais do arame em forma de "U' na haste.  Com os cabos ligue as saídas destes terminais ao interruptor tipo campainha e à fonte de corrente.  Posicione o imã na vertical, de modo que o arame fique entre seus pólos. PROCEDIMENTO (1 PARTE)  Ligue a fonte e forneça inicialmente uma corrente pequena, por volta de 0,5 A.  Ligue o interruptor e observe o que acontece ao arame.  Varie lentamente a intensidade da corrente e observe o que acontece.  Inverta os terminais da corrente e observe o que acontece.  Mantenha o mesmo sentido para a corrente, inverta a posição do ímã, repita o experimento e verifique o que acontece.  Responda as questões da Análise de Resultados. MONTAGEM EXPERIMENTAL (2 PARTE)  Suspenda num braço da balança a placa isolante com o condutor de 12,5 rnrn, apertando o parafuso de fixação. Observe a Figura 2.  Ligue a esta placa os fios flexíveis, que deverão estar conectados ao suporte de terminais.  Posicione o ímã permanente de forma que o condutor possa deslocar-se livremente entre as peças polares e, no equilíbrio, a trilha horizontal esteja exatamente na região central; isto diz respeito à posição vertical e também horizontal. Caso seja necessário, ajuste a haste (suporte) vertical da balança .  Nivele a base da balança com auxílio dos parafusos do tripé e de um nível de bolha .  Com a fonte desligada, equilibre a balança, de modo que os braços estejam na horizontal. Faça esta leitura e anote-a na Tabela 1. Leitura da balança