AulaPrática:Fenômenoseletromagnéticos

Introdução

Ímãssãocapazesdegerar,noespaçoaoseuredor,umcampomagnético.Observa-seaindaqueumacorrenteelétricapercorrendoumcondutortambémgeraumcampomagnético.Estefato foiobservadopelaprimeiravezpelo físicodinamarquêsHansChristhianOersted.Maistarde,ofísicoinglêsMichaelFaradayobservouque,damesmaformaqueumacorrenteécapazde gerar um campo magnético, um campo magnético variável também produz correnteelétrica.

Poroutro lado,quandoumapartículacarregadasemove imersaemumcampomagnético,sofreaaçãodeumaforçamagnética.Poranalogia,podemosentãoconcluirqueumacorrentedepartículascarregadasdevetambémexperimentarumaforçaquandoestivernapresençadeum campo magnético. Se as partículas estiverem confinadas ao interior do fio enquantoexperimentamessaforça,entãooprópriofio,comoumtodo,sofreráaaçãodeumaforça.

O sentido da força é determinado pela “regra da mãodireita”,aplicadacomamãoaberta(àsvezeschamadade“regradotapa”).Opolegardeveserposicionadonadireçãoesentidodavelocidadevdaspartículasemmovimentonofio(queéinversoaosentidodacorrenteconvencional“i”).Osdemaisdedosdevemserdispostosnadireçãoesentidodocampomagnético.Aforçamagnéticaqueatuarásobreacarga ou fio será dada pelo dorso damão, já que as cargas emmovimento são negativas(elétrons).

Essaregramostraadireçãodaforçamagnéticaexercidasobreumacargaemmovimentooucondutorimersoemumcampomagnético.

Objetivo:

Estudar várias situações nas quais condutores retilíneos e/ou espiras interagem com ímãspermanentes.

Procedimentos:

Parte1:ExperiênciadeOersted

Material: Anel com suporte para agulha com três bornes; cabos de conexão; suporte paraconexãodepilhas;agulhamagnética.

1. Monteoequipamentoconformeafigura(vejaqueaagulhamagnéticaestáparalelaàsbarrasdamontagem).

2. Ligueachavenaposiçãodiretaedepoisnaposiçãoinversa.Anoteoobservadoeexplique,deacordocomapolaridadedaspilhas,osentidodecirculaçãodacorrenteeocampomagnéticoBacimadaagulhamagnética(usearegradamãodireita).

3. Mude a posição do cabo de ligação demaneira que a corrente passe por baixo dabússolaerepitaoitemanterior.

Parte2:Campomagnéticonointeriordeumabobina

Material:Cabosdeligação,circuitofontecomdoissoquetesparapilha,bobinacom22espiras,solenoidecom3bobinasde22espiras,limalhadeferro.

1. Monte o equipamento conforme afigura.

2. Espalhe a limalha de ferro sobre aplaca,emtornodabobinaeobserveasuadistribuição. Façaumdesenhoeexplique a configuração das linhasusandoaregradamãodireita.

3. Repita o item anterior para osolenoide.

4. NosdoiscasostentepreveradireçãodocampomagnéticoBdentrodabobina.Useumabússolaparaconfirmarsuaprevisão.

Parte3:Forçamagnéticaemumcondutorretilíneo

Material:Basedeacrílicoparaforçamagnética,duashastescomapoios,balanço,bobinaparamotordecorrentecontinua,ímãemformade“U”,circuitofontecomdoissoquetesparapilha.

Monteoequipamentoconformeafigura.

1. Usandoo ímã comopolo sul apoiadonaplacaligue o circuito e observe o movimento dobalanço.Usearegradamãodireitaparaexplicaroobservado.

2. Repitaoitemanteriormudandoaorientaçãodoímãeosentidodecirculaçãodacorrente.

Parte4:–Forçamagnéticaemumabobina

1. Altereamontagemacimadeacordocomafigura,girandoocomponentemagnéticoesubstituindoofioembalançopelabobina.

2. Ligue o circuito e explique o movimentoobservado. Observe que o lixamento do fio édiferente nas duas extremidades. Expliqueporquê.

Parte5:–LeideFaraday-Lenz

AleideFaradayestabelecequesurgiráumacorrenteelétricaquandoumfioécortadoporumcampomagnético.ALeideLenzqueosentidodessacorrenteétalqueocampomagnéticoqueelageraéopostoaocampomagnéticoqueagerou.

Material: Bússola, bobina conjugada 200-400-600 espiras, ímã cilíndrico emborrachado,amperímetrodezerocentral,cabosdeligação.

1. Monteoequipamentoconformea figura.Usandoumabússola,identifiqueopolonaextremidadedoímã.

2. Movimente o ímã no interior da bobina e observe aleituranoamperímetro.Expliqueoquefoiobservadonassituaçõespossíveis(ímãentrandoesaindo)usandoaleideFaraday-Lenz.