Relatório Forças Atuando Sobre Condutores com Corrente

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
CAMPUS A. C. SIMÕES 
BACHARELADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL 
E SANITÁRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORÇAS ATUANDO SOBRE CONDUTORES COM 
CORRENTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amanda Constantino Monteiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MACEIÓ 
2022
FORÇAS ATUANDO SOBRE CONDUTORES COM 
CORRENTE 
Amanda Constantino Monteiro 
 
 
 
 
1- INTRODUÇÃO 
 
 
 Na física, a força de Lorentz é resultado da superposição da força elétrica 
proveniente de um campo elétrico com a força magnética devida a um campo magnético 
atuando sobre uma partícula carregada eletricamente que se move no espaço. Mas, para 
que a superposição ocorra é necessário que a partícula possua uma carga elétrica líquida 
não nula e esteja em movimento em uma região do espaço onde haja um campo magnético. 
Analisando apenas as forças de caráter elétrico, se a velocidade for nula, a partícula estará 
somente sob influência da força elétrica. 
No experimento a seguir, buscamos avaliar as caracteristicas e aplicações da força 
de Lorentz através espiras de material condutor onde estas estão conectadas a uma balança 
de precisão onde poderemos deduzir por meio da interação com o campo gravitacional a 
força magnética atuante nas placas. 
 
2- RESULTADOS 
 
 
Com o objetivo de obter o valor do Campo Magnético do ímã permanente através 
das medidas da força atuante sobre o condutor (força de Lorentz) imerso em um campo 
magnético uniforme, quando este for percorrido por corrente elétrica, realizamos as 
medições e contagens. Inicialmente utilizamos a esfira de 12,5 mm e medimos a massa 
desta, conforme o aumento da corrente (feita acrescentando a cada vez 0,5A). Os dados 
estão dispostos na Tabela 1. 
 
i (A) m (g) Δm (g) Fm (mN) 
0,0 29,83 0,00 0,00 
0,5 29,88 0,05 0,49 
1,0 29,93 0,05 0,49 
1,5 30,00 0,07 0,69 
2,0 30,06 0,06 0,59 
2,5 30,12 0,06 0,59 
3,0 30,17 0,05 0,49 
3,5 30,23 0,06 0,59 
4,0 30,27 0,04 0,39 
 
Tabela 1 - Dados para a Espira de 12,5 mm. 
 
O mesmo foi feito com as espiras seguintes; para a espira de 25 mm, temos os 
seguintes resultados de corrente, massa e força: 
 
i (A) m (g) Δm (g) 
Fm 
(mN) 
0,0 30,07 0,00 0,00 
0,5 30,16 0,09 0,88 
1,0 30,24 0,08 0,78 
1,5 30,34 0,10 0,98 
2,0 30,50 0,16 1,57 
2,5 30,55 0,05 0,49 
3,0 30,63 0,08 0,78 
3,5 30,73 0,10 0,98 
4,0 30,84 0,11 1,08 
 
Tabela 2 - Dados para a Espira de 25 mm. 
 
Para a espira de 50 mm, temos os seguintes dados de corrente, massa e força: 
 
i (A) m (g) Δm (g) 
Fm 
(mN) 
0,0 35,70 0,00 0,00 
0,5 35,87 0,17 1,67 
1,0 36,07 0,20 1,96 
1,5 36,24 0,17 1,67 
2,0 36,45 0,21 2,06 
2,5 36,62 0,17 1,67 
3,0 36,83 0,21 2,06 
3,5 37,02 0,19 1,86 
4,0 37,18 0,16 1,57 
 
Tabela 3 - Dados para a Espira de 50 mm. 
 
Para a espira de 100 mm, temos os seguintes dados de corrente, massa e força: 
 
i (A) m (g) Δm (g) 
Fm 
(mN) 
0,0 37,60 0,00 0,00 
0,5 37,95 0,35 3,43 
1,0 38,30 0,35 3,43 
1,5 38,68 0,38 3,72 
2,0 39,17 0,49 4,80 
2,5 39,44 0,27 2,65 
3,0 39,78 0,34 3,33 
3,5 40,13 0,35 3,43 
4,0 40,54 0,41 4,02 
 
Tabela 4 - Dados para a Espira de 100 mm. 
 
A seguir, foram feitos gráficos relacionando os valores da força com a corrente em 
questão. Para a espira de 12,5 mm temos o seguinte gráfico: 
 
 
 
Gráfico 1 – Força versus corrente na espira de 12,5 mm. 
 
Para a espira de 25 mm, temos: 
 
 
 
Gráfico 2 – Força versus corrente na espira de 25 mm. 
 
Na espira de 50 mm: 
 
y = 0,0588x + 0,3615
R² = 0,1642
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
F
m
 (
lm
N
)
i (A)
Gráfico 1 – Espira de 12,5 mm
y = 0,1372x + 0,564
R² = 0,1931
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
F
m
 (
lm
N
)
i (A)
Gráfico 2 – Espira de 25 mm
 
 
Gráfico 3 – Força versus corrente na espira de 50 mm. 
 
E por fim, a espira de 100 mm: 
 
 
 
Gráfico 4 – Força versus corrente na espira de 100 mm. 
 
Foi feito também o gráfico da relação força versus deslocamento: 
 
y = 0,2352x + 1,1412
R² = 0,2601
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
F
m
 (
lm
N
)
i (A)
Gráfico 3 – Espira de 50 mm
y = 0,4933x + 2,2148
R² = 0,2564
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
F
m
 (
lm
N
)
i (A)
Gráfico 4 – Espira de 100 mm
 
 
Gráfico 5 – Relação força pelo deslocamento. 
 
A partir do gráfico 5, podemos perceber que a força magnética cresce a medida 
que o comprimento da placa também aumenta, sendo, portanto, grandezas diretamente 
proporcionais. 
Além disso, a partir dos gráficos da relação força versus a corrente, foi possível 
encontrar o coeficiente angular da reta linear presente neste. Por meio do valor do 
coeficiente angular e através da Equação 1, foi calculado os possíveis valores para o 
campo magnético B. Os dados estão dispostos na Tabela 5. 
 
𝐵 =
𝛼
𝐿
(𝑇) (1) 
 
Espira (mm) 
Campo Magnético B 
(T) 
12,50 0,004704 
25,00 0,005488 
50,00 0,004704 
100,00 0,004933 
 
Tabela 5 - Dados dos valores do Campo Magnético calculado. 
 
Dessa forma podemos estimar que o campo magnético médio equivale a 
0,0048185 T. 
 
3. CONCLUSÃO 
 
 
 A partir dos experimentos realizados e dos conhecimentos referentes a teoria acerca 
da força de Lorentz, podemos concluir através deste experimento que foi possível 
observar o comportamento da corrente elétrica e do campos magnéticos existentes através 
das interações, e também podemos validar a teoria acerca do tema e de seu 
funcionamento. Por fim, foi possível complementar nossos conhecimentos acerca da 
força de Lorentz, confirmando portanto, que os conceitos acerca de seu fucionamento é 
valido tanto na teoria quanto na prática. 
 
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
0 20 40 60 80 100 120
Gráfico 5 – Força versus Comprimento 
4. REFERÊNCIAS 
 
 
WALKER, J.; HALLIDAY, D.; RESNICK, R. Fundamentos de física volume 3: 
Eletromagnetismo. [S.l.]: Rio De Janeiro LTC, 2013.