FORÇA MAGNÉTICA ENTRE DOIS FIOS PARALELOS 1 docx (1)

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA / ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORÇA MAGNÉTICA ENTRE DOIS FIOS PARALELOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Barra Mansa 
2021 
 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA / ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORÇA MAGNÉTICA ENTRE DOIS FIOS PARALELOS 
 
Relatório apresentado como requisito parcial de avaliação da disciplina “Física 2” do Curso de 
Engenharia do Centro Universitário de Barra Mansa, sob orientação da Professora Dra. Bárbara 
Louise Lemos Drumond Silva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Barra Mansa 
2021 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA 
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA / ELÉTRICA 
 
 
ALUNOS /MATRÍCULA 
 
 Karla Fernandes Alves - 20201001215 (Eng. Mecânica) 
 
 Gabriella Mendes Vieira -20201000948 (Eng. Mecânica) 
 
 Madson Daniel do Amaral -20201001221 (Eng. Mecânica) 
 
 Matheus dos Santos Fernandes -20201000993 (Eng. Elétrica) 
 
 Maxsuel de Souza Resende -20181003723 (Eng. Elétrica) 
 
 Pedro Henrique Nascimento Braga -20201000851 (Eng. Elétrica) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ................................................................ 1 
 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................... 2 
Materiais ....................................................................... 2 
Metodologia .................................................................. 2 
 RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................... 3 
CONCLUSÃO .................................................................. 4 
REFERÊNCIAS ................................................................. 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Os fios paralelos que conduzem corrente elétricas podem sofrer atração ou repulsão 
magnética. Isso dependerá dos sentidos da força e da corrente. 
Ampère fez estudos relacionados à força magnética produzida entre dois fios que conduzem 
energia elétrica. Em seus estudos, ele conseguiu determinar a intensidade do campo 
magnético produzido por essa corrente elétrica. Como podemos verificar na figura abaixo, a 
força magnética entre dois fios paralelos e separados por uma distância d pode ser 
determinada da seguinte maneira 
Inicialmente, devemos fazer os cálculos da intensidade do campo magnético B1 na posição do 
fio dois. Dessa forma, o campo produzido pela corrente i1 vale: 
 
Em seguida, podemos efetuar os cálculos do módulo da força magnética que atua sobre o fio 2 
por meio da seguinte equação: F1 = B1.i2.L. Nessa equação, L é o comprimento do fio. Dessa 
forma, podemos ver que a força magnética que atua no fio 2 é dada pela seguinte relação: 
De tal modo, podemos dizer que o mesmo efeito ocorre para o campo magnético gerado pelo 
fio 2. Assim, o campo magnético criado pela corrente i2, na posição do fio 1, também produz 
uma força sobre a corrente i1. Essa força tem a mesma intensidade que a força F2, mas tem 
sentido contrário. Essas duas forças formam um par de ações e reação. 
Utilizando a regra da mão direita, podemos ver que, se as correntes estiverem no mesmo 
sentido, a força magnética entre os fios será de atração. Caso as correntes possuam sentidos 
contrários, a força será de repulsão entre os fios. 
Quando temos dois fios paralelos percorridos por correntes elétricas e os dois estão um no 
campo magnético do outro eles se interagem. Se as correntes elétricas forem de sentidos 
contrários eles se repelem e se as correntes forem de mesmos sentidos ele se atrai. 
 
 
Fonte: mundoeducação 
Figura 1 – Força magnética entre dois fios paralelos e separados por uma distância d.
2 
 
Objetivo 
Analisar como se comporta a intensidade e força da corrente elétrica em condutores com 
diferentes comprimentos e alternando também a distância do ponto de referência para 
essas medições. Com finalidade de informar sobre dois fios paralelos percorridos por 
corrente elétrica e os dois estão um no campo magnético do outro ele se interagem, se a 
corrente elétrica for de sentido contrário ele se repelem e se a corrente for no mesmo 
sentido eles se atraem . 
 
 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 
 
Materiais 
 
 Régua; 
 Apoio para o circuito elétrico 
 Fonte de energia; 
 Computador 
 
 
Metodologia 
Inicialmente foram alteradas nas fontes 1 e 2 a intensidade da força, mantendo 
os valores iguais, proporcionado observar F12 e F21 no computador. Seguindo 
com o experimento, a foi alterado também a distância dos fios dos condutores e 
mensurando com uma régua essa distância e também o comprimento do suporte 
dos fios, observando a cada alteração as forças evidenciadas no computador. 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
Força 
Magnética 
1,00E-
06 
 
8,00E-
07 
 
6,00E-
0,26
5 
0,3
1 
0,3
7 
0,40
5 
0,45
6 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
 
Colocamos a Intensidade de Força a 2,5 A nas duas fontes e fizemos o que se pede: 
 
 Questões: 
 
1- Quais são os parâmetros observados no ensaio que afetam a força magnética entre 
dois fios paralelos? 
 
R: Com o experimento pudemos ver que, se as correntes estiverem no mesmo sentido a 
força magnética entre os fios será de atração, e quando as correntes estiverem em sentidos 
contrários, será de repulsão. 
 
 
2) Mantendo os demais parâmetros constantes e variando apenas a distância (d) entre 
os fios paralelos, construa um gráfico entre a força magnética e a distância entre os 
condutores. De acordo com o gráfico, qual a relação entre os parâmetros 
analisados? Essa relação pode ser verificada pelas equações estudadas? Justifique. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distância Força 
Magnética 
0,265 m 8,97E-07 N 
0,31 m 7,65E-07 N 
0,37 m 6,43E-07 N 
0,405 m 5,87E-07 N 
0,456 m 5,24E-07 N 
4 
 
Força Magnética 
1,20E-06 
 
1,00E-06 
 
8,00E-07 
 
6,00E-07 
0,25 0,3 0,345 0,4 0,45 
À medida que a distância entre os fios aumenta, a força magnética diminui. Sim, pela 
fórmula 𝑩=𝝁.𝒊/𝟐.𝝅.𝒅, em que No caso de um fio condutor de comprimento l, 
percorrido por uma corrente elétrica i, o Campo Magnético B, num ponto situado a 
uma distância d, perpendicular ao eixo do fio, terá intensidade dada por esta 
fórmula. 
 
3) Mantendo os demais parâmetros constantes e variando apenas o 
comprimento (l) dos fios, construa um gráfico entre a força magnética e o 
comprimento dos condutores. De acordo com o gráfico, qual a relação entre 
os parâmetros analisados? Essa relação pode ser verificada pelas equações 
estudadas? Justifique. 
 
Comprimento Força 
Magnética 
0,25 m 5,24E-07 N 
0,3 m 6,60E-07 N 
0,345 m 7,83E-07 N 
0,4 m 9,27E-07 N 
0,45 m 1,07E-06 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À medida que o comprimento aumenta, a Força Magnética também aumenta. Sim, 
pela fórmula 𝑭𝑴=𝑩.𝒊.𝒍.𝒔𝒆𝒏𝜽, em que i (A) é intensidade da corrente elétrica, l (m) é o 
comprimento do condutor retilíneo, B (T) é a intensidade do campo magnético e θ 
(rad) é o ângulo formado entre o fio e o vetor de B. 
 
 
 
 
 
 
5 
 
4) Ao inverter a polaridade de um dos circuitos analisados, o que ocorre com a 
força magnética entre os dois fios paralelos? Justifique o comportamento 
observado. 
 
R: Durante a inversão de polaridade de um dos circuitos do experimento, a força 
magnética do mesmo inverte de posição nos fios paralelos. 
 
 
5) Como a intensidade da corrente que percorre o condutor 2 (circuito da 
direita) afeta a força magnética sobre o condutor 1 (circuito da esquerda)? 
 
R: O campo magnético considerado para cálculo da força aplicada sobre o fio dois é 
gerado pelo fio 1; O campo que atua sobre o fio 2 é realmente o gerado pelo fio 1. Se 
mudarmos a intensidade do condutor 2, a corrente vai mais rápido do que a do 
condutor 1. 
 
6) Analise comoa corrente que percorre cada um dos condutores influencia o 
valor da força magnética entre dois fios paralelos e estabeleça qual a relação 
entre esses parâmetros. O sentido da corrente influencia na intensidade da 
força magnética? Justifique. 
 
R: Sim. Se inverter o sentido da corrente de ambos os fios do experimento, a força 
magnética tem seu sentido mantido. Já invertendo o sentido da corrente de apenas 
um fio, a força trocará de sentido. 
 
 
IMAGENS DE EXEMPLOS: 
 Campo magnético produzido pela corrente elétrica em um fio. 
 Campo magnético produzido por correntes elétricas de mesmo 
sentido, em dois fios paralelos. 
 
 
6 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
Fios que conduzem corrente elétricas podem ser atraídos ou repelidos. Isso depende 
do sentido da corrente elétrica. Com este experimento, pudemos observar que as 
Cargas Elétricas, as Forças de Intensidade e os Comprimentos, todos estes fatores 
estão interligados entre si, e em alguns casos, se mudar algum, já se muda a força, 
como vimos nas questões 2 e 3, em que se aumentarmos o comprimento, a Força 
Magnética também aumenta; mas se a distância entre os fios aumenta, a força 
diminui. Pudemos ver também que para cada situação, pode-se calcular com uma 
fórmula especifica. 
Com isso, concluímos com êxito o nosso objetivo de observar com dados e fatores 
diversos a reação da Força Magnética de Dois fios Paralelos entre si e suas respectivas 
fórmulas de cálculos.