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Relatório de experimento cientifico, Notas de estudo de Mecatrônica

AÇÃO DA FORÇA MAGNÉTICA QUE ATUA NUM CONDUTOR RETILÍNEO, IMERSO NUM CAMPO MAGNÉTICO.

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 25/11/2009

alan-dos-anjos-4
alan-dos-anjos-4 🇧🇷

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FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
ENGENHARIA ELÉTRICA
FÍSICA II
RELATÓRIO EXPERIMENTAL 05:
AÇÃO DA FORÇA MAGNÉTICA QUE ATUA NUM CONDUTOR
RETILÍNEO, IMERSO NUM CAMPO MAGNÉTICO
RELATÓRIO REALIZADO POR:
Clarissa Nunes
Igor Domingos
Kátia Viterbo
Kleber Oliveira
TURMA: A3V
ORIENTADOR:
Fernando Sant’anna
SALVADOR
2006
SUMÁRIO
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FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

ENGENHARIA ELÉTRICA

FÍSICA II

RELATÓRIO EXPERIMENTAL 05:

AÇÃO DA FORÇA MAGNÉTICA QUE ATUA NUM CONDUTOR

RETILÍNEO, IMERSO NUM CAMPO MAGNÉTICO

RELATÓRIO REALIZADO POR:

Clarissa Nunes Igor Domingos Kátia Viterbo Kleber Oliveira

TURMA: A3V

ORIENTADOR:

Fernando Sant’anna

SALVADOR

SUMÁRIO

  • SUMÁRIO.................................................................................................................
  • INTRODUÇÃO.........................................................................................................
  • EQUIPAMENTOS E MATERIAIS UTILIZADOS.................................................
  • PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL....................................................................
  • QUESTÕES DO RELATÓRIO................................................................................
  • CONCLUSÃO.........................................................................................................
  • ANEXOS.................................................................................................................
  • BIBLIOGRAFIAS...................................................................................................
  • Conjunto Eletromagnético KurtEQ026 com os seguintes acessórios:
    • Duas hastes paralelas articuláveis com separador, orifícios sustentadores e

limitadores posicionadores deslizantes

  • Um conjunto de hastes paralelas magnéticas com separador e afastador

rosqueável removível, dotadas de imãs permanentes

  • Balanço condutor. Uma fonte de alimentação regulada para 3,0V C.C., duas

chaves tipo H-H e conexões de fio com pinos tipo banana

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

  • Levantar as duas hastes paralelas articuláveis e afastar os anéis protetores

deslizantes dos orifícios existentes nas hastes.

  • Encaixar o balanço nos orifícios existentes nas hastes, o que impedirá o balanço de

cair.

  • Colocar o separador rosqueável intermediário no conjunto de hastes paralelas

magnéticas. Isto fará com que o conjunto se transforme num imã em “U”. Com isso,

posicionar este imã na base acrílica, com o pólo Norte para cima e próximo do

balanço.

  • Deixar o balanço magnético conectado à fonte de alimentação C.C.(para isto,

utilizar os fios descritos na lista de materiais). Tendo o cuidado de, ao ligar a fonte não deixá-la muito tempo na posição ligado, pois é formado um curto nas entradas

da mesma.

QUESTÕES DO RELATÓRIO

  • A corrente elétrica através do condutor, percorre o campo magnético da esquerda para direita de acordo com a figura
  • A força magnética, tem o seu sentido de dentro do papel para fora do papel

Para esta mesma segunda configuração, porém com os terminais da fonte C.C. invertidos:

  • As linhas de campo magnético têm o seu sentido do pólo norte do imã para o sul (de baixo para cima)
  • O vetor indução magnética é tangente às linhas de campo magnético e com o mesmo sentido delas
  • A corrente elétrica através do condutor, percorre o campo magnético da direita para esquerda de acordo com a inversão de polaridade da fonte C.C.
  • A força magnética, tem o seu sentido de fora do papel para dentro do papel
  1. A regra da mão direita, é uma regra mnemônica? Comente sobre a regra e como ela funciona.

Sim, a regra da mão direita é uma mnemônica. Uma mnemônica é um auxiliar de memória. São utilizados para memorizar listas ou fórmulas, e baseia-se em formas simples de memorizar maiores construções, baseados no princípio de que a mente humana tem mais facilidade de memorizar dados quando estes são associados a informação pessoal, espacial ou de caráter relativamente importante.

A regra da mão direita:

Colocando a mão direita com os quatros dedos lado a lado no mesmo plano que a palma da mão e com o polegar levantado nesse plano, aponte o polegar no sentido da corrente que está passando ao longo de um elemento desse condutor, e os demais dedos no sentido do campo magnético para o ponto P(região do espaço próximo ao condutor), onde o campo está sendo determinado. O sentido da força magnética será aquele de trás para frente da mão, isto é, o sentido no qual a mão daria um empurrão (de dentro do papel para fora do papel).

  1. Identificar o sentido direção do vetor torque magnético.

Uma espira retangular percorrida por uma corrente, está mergulhada num campo magnético do imã. O plano da espira forma um ângulo θ com a direção do campo. Nessas condições, a espira gira ao redor do seu eixo por efeito do torque resultante associado às

forças F e - F. Sobre cada um dos quatro lados da espira existe uma força magnética dada por F = i L x B , onde o vetor L tem módulo dado pelo comprimento do lado e direção e sentido dados pela corrente. Assim, as forças que atuam sobre os lados verticais da espira se cancelam mutuamente e são as forças sobre os outros dois lados que originam o torque resultante sobre a espira.

Suponhamos que os lados horizontais possuam comprimento d e os lados verticais comprimento h de acordo com a figura. Como o torque de uma força F em relação a um ponto que se encontra a uma distância d do ponto de aplicação da força é dado T = d x F , e como os torques associados às forças F e - F têm a mesma direção e o mesmo sentido (que é a direção do eixo da espira, no sentido indicado na figura), podemos escrever, para o módulo do torque resultante:

T = 2 (h / 2) (id x B sen 90°) senθ = h. id x B senθ

  1. (^) Princípios envolvidos no funcionamento de um motor elétrico encontram-se envolvidos neste experimento. Identifique-os e comente sobre estes princípios.

Sim, estão presentes. O principio de funcionamento dos motores elétricos baseia-se na propriedade de atração e repulsão de um campo eletromagnético. Em qualquer motor a corrente elétrica que passa pelo enrolamento produz um campo eletromagnético (semelhante ao campo magnético de um imã) que é utilizado para movimentar o rotor do motor. O torque magnético produzido, é função da corrente que percorre os condutores do rotor e o campo no qual está inserido.

  1. (^) Identifique os motores elétricos em diversas aplicações

Os motores elétricos são de grande ajuda no nosso dia-a-dia. Podemos vê-los em dispositivos indispensáveis a uma vida moderna, como em geladeiras, auxiliando o compressor ou em liquidificadores, nos quais são inseridas “hélices” no seu eixo que trituram ou movimentam os alimentos e bebidas. Eles se dividem quanto o tipo de corrente que passa por eles, vejamos alguns exemplos:

Motores de corrente contínua

São motores de custo elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação.

Motores Universais

Se substituirmos os ímãs permanentes dos estatores dos motores corrente continua por eletroímãs e ligarmos (em série) esses eletroímãs no mesmo circuito do rotor e comutador,

dos motores elétricos, no caso das dimensões está diretamente ligado a diminuição do custo de produção e a uma melhor utilização de seu espaço físico por parte das fabricas ou equipamentos, já em relação a emissão de ruídos está ligado a um melhor conforto por parte de quem for operar tais equipamentos.

10 CONCLUSÃO

Os motores elétricos são máquinas de grande importância. A ação da força magnética

que atua em um condutor retilíneo, imerso num campo magnético está relacionada com o

principio de funcionamento dos motores elétricos. O campo magnético é capaz de exercer

forças não apenas sobre imas, mas também sobre condutores percorridos por correntes

elétricas. A força que um campo magnético exerce sobre um condutor percorrido por

corrente pode ser utilizada para realizar trabalho, verifica-se isto nos motores elétricos. A

força magnética ocorre devido ao movimento de cargas elétricas.

ANEXOS