9 relatorio de LABOEM - BALANÇA DE CORRENTE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA - UAF
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ÓPTICA ELETRICIDADE E MAGNETISMO
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
9º RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE ÓPTICA ELETRICIDADE E
MAGNETISMO
BALANÇA DE CORRENTE
Professor: Pedro Luiz do Nascimento
Turma: 06
Aluno: Luís Antônio Acciolly da Silva
Matrícula: 121110206
CAMPINA GRANDE - PARAÍBA
JANEIRO - 2023
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SUMÁRIO
1 - INTRODUÇÃO 5
2 – MATERIAIS E MÉTODOS 6
2.1 – MATERIAIS 6
2.2 – MÉTODOS 6
3 – CONCLUSÕES 10
REFERÊNCIAS 11
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Montagem balança de corrente. 6
Figura 2 - Gráfico Força x Corrente. 8
Figura 3 - Gráfico Força x Comprimento. 8
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Valores de Massa. 7
Tabela 2 - Valores de Massa alterando os condutores de corrente. 7
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1 - INTRODUÇÃO
Este relatório procura analisar a força magnética de um campo magnético uniforme
sobre um segmento retilíneo de corrente, através de experimentos realizados em laboratório.
Em um campo magnético com uma indução magnética B, uma força F (força de
Lorentz) age em uma carga q movendo-se com velocidade v:
F = q(v x B)
Pegando os módulos temos: F = q * v * B
A velocidade das cargas transportadas é medida através da corrente elétrica Il
(corrente no circuito condutor). A carga total de elétrons na seção do circuito condutor de
comprimento L deve ser formulada por:
q * v = Il * L
Dessa forma, a força de Lorentz é:
F = Il * L * B
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2 – MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 – MATERIAIS
Os materiais necessários para este experimento são: Balança; Blocos polares; Placas
com espiras condutoras retangulares; Fonte; Amperímetro; Cabos; Teslômetro.
2.2 – MÉTODOS
No experimento é necessário fazer as ligações conforme a figura 1 vista a seguir.
Figura 1 - Montagem balança de corrente.
É necessário pendurar a espira escolhida no braço da balança e equilibrar de modo que
a seção horizontal do condutor fique perpendicular às linhas de campo. É preciso que a seção
horizontal do condutor fique ajustada no centro do campo uniforme.
Ajusta-se a balança para medir a massa inicial das espiras. Essa massa m0 é
determinada sem o campo magnético. Quando o campo magnético é inserido, essa massa é
aparentemente aumentada na balança, a força magnética é determinada pela diferença entre as
duas leituras de massas, correspondendo ao peso necessário para equilibrar a força magnética
provocada pela corrente. Dessa forma, foi determinado que a massa inicial foi de 38,12g.
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Prosseguindo, é necessário o preenchimento da Tabela 1 ao variar a corrente em
intervalos de 0,5A com os valores observados nas montagens.
Tabela 1 - Valores de Massa.
I (A) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
M (g) 38,55 38,95 39,41 39,82 40,22 40,70 41,07 41,72
Diferença de
Massas (m - m0)
0,43 0,83 1,29 1,7 2,1 2,58 2,95 3,6
Força (10^-3N) 4,22 8,14 12,65 16,67 20,6 25,31 28,94 35,32
Agora é necessário manter fixo a corrente em 2,5A, substituindo os condutores de
corrente por outros e anotar na Tabela 2.
Tabela 2 - Valores de Massa alterando os condutores de corrente.
Compriment
o da Espira
Massa
(m0)
Massa
(m)
Diferença de Massas
(m - m0)
Força (10^-3N)
12,5 mm 32,43 32,56 0,22 2,16
25 mm 31,26 31,74 0,48 4,71
50 mm 36,59 37,46 0,87 8,53
100 mm 38,12 40,22 2,1 20,06
Agora utilizando o teslômetro é efetuada a medida do campo magnético no centro da
abertura de 1cm do imã permanente. Foi observado que a medida do campo magnético B é de
75,3mT.
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Figura 2 - Gráfico Força x Corrente.
Para o valor do campo magnético do primeiro experimento temos os pontos (2, 16,67)
e (4, 35,32):
F = m * g
B = arctg F/I
B = arctg 13,44/2 = 81,54mT
Erro percentual = 100*|81,54 - 75,3|/81,54 = 7,65%
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Figura 3 - Gráfico Força x Comprimento.
Para o valor do campo magnético do segundo experimento usamos a relação F = L * I
* B, no ponto (25, 4,71) temos:
B = 5,1/25*10^-3*2,5 = 81,6mT
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3 – CONCLUSÕES
Portanto, para a realização deste estudo foi necessário a leitura da apostila
disponibilizada, a utilização de fórmulas de medição, a fim de tornar os dados obtidos os mais
fiéis possíveis e dessa forma podermos determinar com precisão as características do campo
magnético.
Foi observado que, mesmo apresentando pequenas discrepâncias entre as medições, os
valores observados apresentaram apenas pequenas variações, garantindo, assim, a fidelidade
do experimento.
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REFERÊNCIAS
Apostila de Física Experimental II, Teoria e Prática, PEDRO L. Nascimento, LAERSON D.
Silva,WILSON F. Curi e Marcos J. A. Gama, edição desde 1998 até a presente data, guia de
Experimentos para a disciplina Física Laboratório de Óptica Eletricidade e Magnetismo,
edição desde 1998 até a presente data, PEDRO Luiz do Nascimento professor da
UAF/UFCG) e Participação de, ANTHONY Josean Cordeiro Caldas (Técnico) e WALBERT
W. Negreiros (Monitor).
Figura 1 - Apostila de Laboratório de Óptica Eletricidade e Magnetismo Física
Experimental II. Universidade Federal de Campina Grande. Centro de Ciências e
Tecnologia. Unidade Acadêmica de Física, 2019.1.
Figura 2 - Autoria própria.
Figura 3 - Autoria própria.