Relatório 08 - Experimento de Oersted (eletromagnetismo).

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA
CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS, SAÚDE E TECNOLOGIA - CCSST
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL III
DOCENTE: RICARDO JORGE CRUZ LIMA
GLÓRIA MARIA DE OLIVEIRA PAIXÃO
EXPERIMENTO DE OERSTED (Eletromagnetismo)
IMPERATRIZ – MA
2022
GLÓRIA MARIA DE OLIVEIRA PAIXÃO
EXPERIMENTO DE OERSTED (Eletromagnetismo)
Prática experimental apresentada ao curso de
Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do
Maranhão – UFMA do Centro de Ciências Sociais,
Saúde e Tecnologia – CCSST a ser utilizado como
requisito de nota da disciplina de Física Experimental
III.
Docente: Ricardo Jorge Cruz Lima
IMPERATRIZ – MA
2022
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 4
1.1 Histórico 4
1.2 Experimento de Oersted 4
1.3 Campo Magnético Gerado por uma Corrente 5
1.4 Linhas do Campo Magnético 6
1.5 Campo Magnético da Terra 6
2. OBJETIVO 7
3. MATERIAIS 7
3.1 Equipamentos 7
3.2 Utensílios 7
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 8
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 8
6. CONCLUSÃO 9
BIBLIOGRAFIA 10
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1. INTRODUÇÃO
Campo magnético pode ser definido como a concentração da força magnética criada
em volta da carga em um espaço. O conceito também pode ser determinado como a região do
espaço em que um imã manifesta ação. Assim, o imã desenvolve o campo magnético da
mesma maneira que a massa desenvolve o campo gravitacional e a carga elétrica cria o campo
elétrico.
Figura 1 - O campo magnético atribui aos ímãs a capacidade de atraírem-se ou repelirem-se. Fonte:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm.
James Clerk Maxwell foi o cientista responsável por identificar o motivo para os imãs
realizarem a atração e as causas das correntes elétricas. Desta forma, ele conseguiu unir
eletricidade e magnetismo (HEKERBROCK, 2021).
1.1 Histórico
Em 1820, o físico Hans Christian Oersted descobriu que magnetismo e eletricidade
eram manifestações conectadas e que elas eram parte de um mesmo fenômeno. Ele percebeu a
relação quando colocou uma bússola em um fio por onde passava corrente elétrica e observou
que a agulha da bússola realizava um desvio. Pela experiência realizada, Oersted descobriu
que as correntes elétricas quando se movimentam criam campos magnéticos e que juntas são
responsáveis pelo eletromagnetismo. As cargas elétricas, assim, só produzem campos
magnéticos quando estão em movimento.
1.2 Experimento de Oersted
Utilizando-se inicialmente de um fio condutor retilíneo, por onde passava uma corrente
elétrica, Oersted posicionou sobre esse fio uma agulha magnética, orientada livremente na
direção norte-sul. Fazendo passar uma corrente no fio, observou que a agulha sofria um desvio
em sua orientação, e que esse desvio era perpendicular a esse fio. Ao interromper a passagem
de corrente elétrica, a agulha voltou a se orientar na direção norte-sul.
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm
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Assim, ele concluiu que a corrente elétrica no fio se comportava como um imã
colocado próximo à agulha magnética. Ou seja, a corrente elétrica estabeleceu um campo
magnético no espaço em torno dela, e esse campo foi o agente responsável pelo desvio da
agulha magnética. Podemos concluir que as cargas elétricas em movimento criam, numa
região do espaço próximo a ela, um campo magnético. Assim, o aparecimento de um campo
magnético juntamente com a passagem da corrente elétrica foi pela primeira vez observado.
Essa descoberta foi fundamental para a unificação da eletricidade com o magnetismo, que
passaram a constituir um importante ramo da ciência denominado eletromagnetismo
(MARQUES, 2021).
Figura 2 - Experimento de Oersted. Figura 3 - Oersted
Fonte: https://www.infoescola.com/fisica/experiencia-de-oersted/.
1.3 Campo Magnético Gerado por uma Corrente
Quando uma corrente elétrica percorre um fio condutor retilíneo, um campo magnético
circular forma-se ao longo de toda a sua extensão. As linhas de indução desse campo são
concêntricas em relação ao fio. O seu sentido é determinado pela regra da mão direita, de
acordo com ela, quando apontamos o polegar no sentido da corrente elétrica, os demais dedos
da mão fecham-se no sentido do campo magnético.
Figura 4 - Sentido da corrente elétrica.
https://www.infoescola.com/fisica/experiencia-de-oersted/
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O campo magnético produzido por uma corrente elétrica, denotado pelo símbolo B,
pode ser calculado.
1.4 Linhas do Campo Magnético
As linhas do campo magnético são tangentes, ou seja, elas não podem ser cortadas.
Além disso, elas são curvas porque têm origem por mais do que uma massa. Isso porque os
ímãs são dipolos e os seus pólos - norte e sul - não podem ser separados. As linhas de campo
magnético ou linhas de indução são representadas pela tangente do vetor campo magnético
naquela região do espaço.
Vamos conferir as propriedades delas. São sempre fechadas, uma vez que não existe
monopolo magnético. Sempre emergem do pólo norte magnético e sempre imergem no pólo
sul magnético, bem como o vetor de campo magnético sempre aponta no sentido do norte
magnético. A densidade delas indica a intensidade do campo magnético naquela região.
Figura 5 - Campo magnético. Fonte: https://infosolda.com.br/72-campo-magnetico/.
1.5 Campo Magnético da Terra
O campo magnético terrestre (também chamado de magnetosfera terrestre) é a área em
torno do planeta influenciado pelo campo de energia que é criado pelo magnetismo do núcleo.
Existem diversas teorias sobre o campo magnético global. A hipótese mais aceita, no entanto,
afirma que sua origem acontece no interior da Terra.
Sendo assim, a formação desse campo está relacionada ao movimento do material
metálico derretido que se encontra no interior do planeta Terra. Esses deslocamentos são
responsáveis pela criação das correntes elétricas e o campo magnético terrestre. O Norte de
uma bússola aponta para o norte geográfico da Terra e corresponde ao pólo sul magnético
dela. Já o polo sul da agulha aponta para o sul geográfico da Terra que corresponde ou seu
norte magnético.
https://infosolda.com.br/72-campo-magnetico/
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O magnetismo em torno do planeta trabalha como escudo protetor que agem contra os
ventos solares que surgem das explosões do sol. Esses ventos enviam uma grande quantidade
de partículas para o espaço sideral e que chegam até a atmosfera terrestre. Então, se não fosse
o campo magnético terrestre a vida na Terra seria inviabilizada (SILVA, 2022).
Figura 6 - Campo Magnético da Terra. Fonte: https://www.infoescola.com/fisica/campo-magnetico-da-terra/.
Curiosidades:
- Alguns animais como aves e minhocas conseguem perceber o campo magnético da
Terra e se locomovem por meio dele;
- O eixo do campo magnético tem inclinação de 11° em relação ao eixo de rotação
terrestre;
- A agulha de uma bússola é feita de material magnetizado (imantado) que permite ser
influenciado pelo pólo magnético da Terra.
2. OBJETIVO
Observar e caracterizar o comportamento dos materiais na presença de diferentes ímãs
e bobinas de cobre.
3. MATERIAIS
3.1 Equipamentos
Circuito elétrico
3.2 Utensílios
Fios condutores;
Bússola;
Ímãs;
https://www.infoescola.com/fisica/campo-magnetico-da-terra/
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Pó de ferro;
Ímã neodímio;
Ímã ferradura.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente foi utilizado um ímã e o pó de ferro sem campo magnético e
posteriormente analisado com campo magnético. Assim, foi observado a diferença. Em
seguida foi usado a ímã comprida e visto o resultado final. Logo após foi utilizado o ímã
ferradura e analisado o comportamento do material.
Seguidamente foi utilizado o ímã neodímio e analisado o resultado. Em seguida foi
utilizado a bobina de cobre e comparado com a ímã.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Oersted percebeu a relação quando colocou uma bússola em um fio por onde passava
corrente elétrica e observou que a agulha da bússola realizava um desvio. Dessa maneira foi
possível observar o comportamento da bússola no experimento. Quando observado o
procedimento do pó de ferro com e sem o campo magnéticoé possível visualizar as diferenças
presentes.
Figura 7 - Sem campo magnético. Figura 8 - Com campo magnético.
Posteriormente foi analisado com a ímã comprida e visto que apresentou o seguinte
resultado.
Figura 9 e 10 - Ímã comprida.
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Em seguida, foi observado utilizando o ímã ferradura e o ímã neodímio.
Figura 11 - Ímã ferradura Figura 12 - Ímã neodímio.
Quando usado a bobina de cobre foi observado a formação de uma volta do campo
magnético.
Figura 13 - Bobina de cobre.
Quando repetido o mesmo procedimento novamente foi visto ainda mais a formação
em forma de círculo do campo magnético.
Figura 14 e 15 - Bobina de cobre.
6. CONCLUSÃO
Consoante aos resultados apresentados nas análises foi observado que o experimento
de Oersted reforça as experiências. Assim, em diferentes meios (ímãs e bobinas) o resultado
diverge um do outro. O ímã de neodímio é o mais poderoso de todos os ímãs permanentes.
Ele é frequentemente conhecido como "Super Ímã". Ele é usado em aplicações em que uma
elevada força magnética é necessária a partir do menor volume possível de material
magnético.
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Quando analisado pela bobina foi visto que é similar ao produzido pela ímã , a
corrente é atômica. Assim Oersted com o desenvolvimento do eletromagnetismo concretizam
o experimento.
BIBLIOGRAFIA
HELERBROCK, Rafael. Resistores; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/resistores.htm. Acesso em 11 de novembro de 2022.
MATTEDE, Henrique. O que é um resistor?. Mundo da Elétrica, 2017. Disponível em:
https://www.mundodaeletrica.com.br/ligacao-em-serie-ou-ligacao-em-paralelo/. Acesso em:
11 de novembro de 2022.
SILVA, Domiciano Correa Marques da. Experimento de Oersted; Brasil Escola. Disponível
em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/experimento-oersted.htm. Acesso em 11 de
novembro de 2022.
https://www.mundodaeletrica.com.br/ligacao-em-serie-ou-ligacao-em-paralelo/