FISIII - Balança de corrente

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE FÍSICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA GERAL
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III – 2018.1
EXPERIMENTO 10: BALANÇA DE CORRENTE
PROFESSORA: 
SALVADOR, 11 DE JULHO DE 2018
INTRODUÇÃO
OBJETIVO
MATERIAIS UTILIZADOS
· Balança marca Ohaus com pés niveladores e nível de bolha;
· Fonte de tensão contínua (DC) com limitação de corrente e com amperímetro acoplado;
· Imã permanente em forma de U com peças polares removíveis;
· Placas de circuito impresso com uma trilha condutora (n = 1) nos comprimentos 12,5 mm, 25,0 mm e 50,0mm;
· Placa de circuito impresso com duas trilhas condutoras (n = 2) no comprimento 50,0 mm;
· Base, haste e suporte de ligação;
· Cordoalha flexível (fita) condutora de cobre prateado com terminais tipo pino banana.
PROCEDIMENTOS, DADOS E DISCUSSÃO
Dados:
g = 9,7833 m/s²
mo = 73,10 g
Parte 1: F x i
	n
	i (A)
	m (g)
	Fn (mN)
	1 
	0,0
	73,10
	0,0000
	2 
	0,3
	73,21
	1,0762
	3 
	0,6
	73,31
	2,0545
	4 
	0,9
	73,42
	3,1307
	5 
	1,2
	73,50
	3,9133
	6 
	1,5
	73,61
	4,9895
	7 
	1,8
	73,70
	5,8700
	8 
	2,1
	73,80
	6,8483
	9 
	2,4
	73,87
	7,5331
	10
	2,7
	-
	-
	11
	3,0
	-
	-
Tabela 1
*Nessa primeira parte do experimento, não conseguimos atingir uma corrente maior que 2,4 A na fonte de alimentação, por isso as medidas acima de 2,4 A não foram realizadas.
Fazendo a plotagem do gráfico através do software Excel, e calculando a melhor reta, temos:
Imagem 1
Do gráfico acima, temos que a melhor reta é: y = 3,1633x + 0,1391, onde A = 3,1633 e B = 0,1391.
Calculando o campo magnético do imã:
Partindo da fórmula F = N.L.B.I e relacionando com o gráfico anterior, temos que:
A = N.L.B
.
Parte 2: 
	N
	L (mm)
	mo (g)
	m (g)
	Fn (mN)
	1 
	12,5
	72,42
	72,60
	1,7610
	2 
	25,0
	71,92
	72,31
	3,8155
	3 
	50,0
	73,10
	73,83
	7,1418
Melhor reta é: y = 0,142x + 0,0978, onde A = 0,142x e B = 0,0978.
Parte 3:
	N
	mo (g)
	m (g)
	Fn (mN)
	1
	73,10
	73,83
	7,1418
	2
	79,73
	79,11
	6,0656
Encontrando o campo magnético do imã para a expira N = 1:
Para a expira com N = 2:
1. Analise o sentido da força magnética como função do sentido do campo de indução magnética B do imã permanente e do sentido da corrente.
Sabemos que em um fio imerso em um campo magnético que apresenta uma corrente elétrica a força é dada pela equação:
Que, para um fio retilíneo num campo uniforme, é simplificada em
Assim, uma mudança no sinal de i (corrente) ou B (campo magnético) acarreta numa mudança de sinal da força.
2. Construa em um mesmo papel milmetrado o gráfico da intensidade da força magnética (em mN) versus a corrente elétrica (em A) para os condutores de 12,5 mm, 25,0 mm e 50,0 mm (n = 1).
Em anexo.
3. Construa em outro papel milimetrado o gráfico da intensidade da força magnética (em mN) versus a corrente elétrica (em A) para o condutor de 50,0 mm (n = 2). 
Em anexo.
4. Os gráficos construídos estão de acordo com a teoria da força magnética?
De acordo com a teoria, a força magnética num fio condutor retilíneo imerso perpendicularmente em um campo magnético uniforme é dada pela equação:
 Dessa forma, para um mesmo campo magnético (B) e para um comprimento de fio (L) constante, teremos uma relação linear entre a força e a corrente, o que se mostrou verdadeiro nos gráficos apresentados nos anexos.
5. Determine, a partir dos coeficientes angulares das curvas, os valores do campo de indução magnética para todos os condutores utilizados. Calcule então o valor médio desse campo.
Os coeficientes angulares das curvas apresentadas nos gráficos foram obtidos através do método dos mínimos quadrados. As equações foram:
Logo, o coeficiente angular corresponde ao campo magnético multiplicado pelo comprimento do fio. A partir disso obtivemos um valor de campo magnético médio igual a 
6. A partir dos gráficos construídos e para uma corrente de 5 A, determine os valores das forças magnéticas para os diversos comprimentos dos condutores. Construa agora o gráfico da força magnética versus o comprimento do condutor. Justifique se o gráfico está, ou não, de acordo com a teoria.
A partir das medidas da força magnética com a maior corrente disponibilizada pelo gerador (3,1 A), obtivemos um gráfico da força variando com o comprimento do condutor (em anexo). 
A partir do coeficiente angular (produto do campo magnético com a corrente), foi calculado o campo magnético do imã como sendo 0,080 mT. Esse valor tem uma discrepância de 7,5% com o outro calculado, o que indica que ainda é uma boa aproximação do campo magnético do imã em “U”.
Fn X i 
Fn (mN)	0	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8	2.1	2.4	0	1.0761629999999944	2.0544930000000781	3.1306560000000725	3.9133200000000556	4.9894830000000505	5.8699800000000835	6.8483100000000281	7.533141000000	1009	i (A)
Fn (mN) 
Fn X L
Fn (mN)	12.5	25	50	1.7609939999999278	3.8154870000000058	7.1418090000000394	L (mm)
Fn (mN)