Equipe 3 - Experimento 6 - Lei de Ampere

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Universidade Federal de Sergipe 
Departamento de Física 
Relatório de Atividade Experimental em Laboratório de Física B 
 
Experimento 
Lei de Ampere 
 
Turma 7 - Equipe 3 
Rodrigo Costa Silveira 
Emerson Canuto Oliveira 
 
 
Data de realização do experimento: 21/10/2022 
 
 
1. Objetivo do experimento 
 
 
Este experimento tem como objetivo fornecer conhecimento prático a fim de melhor 
compreender os conceitos teóricos a respeito da lei de Ampére, assim, trabalhando um pouco 
com o campo magnético, corrente e a compreensão da permeabilidade magnética. 
 
2. Materiais e metodologia 
Abaixo, encontra-se a listagem de materiais utilizados para realização deste experimento. 
➢ Fonte de tensão contínua; 
➢ Cabos; 
➢ Teslâmetro; 
➢ Solenóide com 300 espiras. 
 
• Descrição da 1ª parte experimental 
Com os cabos conectados nas polaridades correspondentes na fonte de tensão e assim 
associados a solenóide, iniciamos observando o comprimento total do teslâmetro de modo a 
identificarmos o ponto em que se encontra ½ do comprimento total dele, em seguida, 
posicionamos a solenóide nesta indentada e ligamos a fonte de tensão sempre no parâmetro 
de 1 V. Por fim, com a estrutura estabelecida, iniciamos as medições dada a especificação 
de que a cada nova medição, mudaremos 0,5 cm na posição da solenóide em relação ao 
teslâmetro, baseado na sua escala dimensional. 
• Descrição da 2ª parte experimental 
No que diz respeito a esta etapa, a execução das medições não difere do modo como foi feito 
na 1ª parte, entretanto, o que a torna diferente em relação à 1ª, baseia-se na inversão da 
polaridade dos cabos acoplados a fonte de tensão, bem como, a troca do posicionamento 
das extremidades da solenóide em relação ao teslâmetro. 
3. Resultados 
 
3.1 Primeira parte: campo no centro da bobina em função da corrente 
 
A partir do teslâmetro posicionado com sua origem no ponto central da solenóide foi calculado 
através de correntes o valor do campo magnético, mostrado na tabela abaixo. 
 
Tabela 1: Valores da corrente e do campo magnético no centro da bobina. 
 
Campo magnético central (x=0) 
 
Corrente 
(A) 
σbcorrente 
(A) 
B 
(mT) 
σbcampo 
(mT) 
I1 1,50 0,01 2,38 0,01 
I2 1,40 0,01 2,42 0,01 
I3 1,30 0,01 2,21 0,01 
I4 1,20 0,01 2,07 0,01 
I5 1,10 0,01 1,91 0,01 
I6 1,0 0,01 1,73 0,01 
I7 0,9 0,01 1,52 0,01 
I8 0,8 0,01 1,38 0,01 
I9 0,7 0,01 1,22 0,01 
I10 0,6 0,01 1,0 0,01 
I11 0,5 0,01 0,9 0,01 
I12 0,4 0,01 0,69 0,01 
I13 0,3 0,01 0,47 0,01 
I14 0,2 0,01 0,33 0,01 
I15 0,1 0,01 0,15 0,01 
I16 0,00 0,01 -0,05 0,01 
 
Com isso, podemos estruturar o gráfico pautado pelo campo magnético em função da 
corrente expresso abaixo. 
 
Gráfico 1: Campo magnético (mT) x Corrente (A) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obtendo como ajuste linear do gráfico os dados a seguir. 
 
 
 
 
 
 
Para realizar o ajuste linear desta reta, utiliza a função “Fit Linear” do programa SciDavis, que 
faz o uso da função matemática y = Ax + B, para realizar esse ajuste. Em paralelo a isto, 
sabemos que a relação entre campo magnético e corrente é demonstrado na fórmula abaixo: 
 
𝐵 = 𝜇 
𝑁
𝐿
 𝐼 
 
Onde µ é a permeabilidade magnética, N o número de espiraras, I a corrente, L o 
comprimento da bobina e B o campo magnético. 
 
Pela a fórmula acima e pelo gráfico é possível é possível observar o coeficiente angular dado 
por A, através disso podemos dizer que o coeficiente equivale a razão abaixo: 
 
𝐴 = 
𝜇. 𝑁
𝐿
 
 
Sendo assim, a expectativa do coeficiente linear é tender a zero. A partir do ajuste o 
coeficiente angular obtido foi de 0,001706 e o coeficiente linear de - 8,245. 
 
A partir desses valores podemos verificar que o coeficiente linear está de acordo com a 
expectativa teórica, pois tende a zero e o coeficiente angular também segue conforme o 
esperado o que permite calcular a permeabilidade magnética. Através da fórmula 1 e 2 
podemos dizer que a permeabilidade magnética pode ser calculada através da fórmula: 
 
𝜇 = 
𝐴. 𝐿
𝑁
 
 
Sabendo que N = 300 e L= 22 cm e o A o coeficiente angular de 0,001706, computamos o 
valor de 1,2511 x 10-6 ± 7,41 x 10-7. 
 
 
 
Seguindo essa linha de raciocínio, a incerteza da permeabilidade magnética, é feita 
considerando a incerteza de do número de voltas da espira de 5% do valor, o que dar 15 
voltas, a incerteza do comprimento de 0,0005 metros e a incerteza do coeficiente angular. o 
qual pela a fórmula abaixo: 
 
𝜎µ = 
 
Nessa via o valor da incerteza foi de 7,41 * 10^-7. Sendo o valor real da permeabilidade 
magnética de aproximadamente 1,2566 x 10-6 e o valor calculado de 1,2511 x 10-6. A 
diferença percentual foi de 0,44%, sendo assim, tido como um valor equivalente e assim 
considerado um resultado aceitável sobre o experimento. 
 
3.2 Segunda etapa: campo magnético em função da posição 
 
Gráfico 2: B/B0 x Posição (m) 
 
 
 
Dados os parâmetros que regem as coordenadas “x” e “y” do gráfico acima, é possível 
vislumbrar alguns fatores acerca da geração de um campo magnético em função da sua 
posição em torno de uma solenóide, onde inicialmente temos que, dado uma determinada 
posição (x) ao longo de uma solenóide correspondente a um respectivo valor de campo 
magnético (y). De tal maneira, podemos estabelecer uma relação descrita pela razão de cada 
ponto de campo magnético (B) sobre o campo magnético máximo no centro da solenóide 
(B0), tendo como resultado o gráfico acima. Vale salientar ainda que, para cada valor baseado 
pela relação descrita anteriormente, existe uma incerteza que pode ser identada pela 
equação dada por: 
σ² = (
𝛿
𝛿𝐵
)².(𝜎𝐵)² + (
𝛿
𝛿𝐵
)².(𝜎𝐵0)² 
 
Dessa forma, tendo a estrutura do gráfico estabelecida, somos capazes de abstrair alguns 
fatores a partir da conformação gráfica, sendo assim, tomando por princípio a linha 
pontilhada que denota a largura do gráfico em sua meia altura, podemos determinar o 
comprimento experimental da bobina e analisarmos de modo comparativo ao valor de 
comprimento medido de modo prévio à execução prática, possibilitando vislumbrar os 
resultados expressos abaixo pela tabela abaixo: 
Tabela 2 
Análise comparativa do dimensionamento da bobina 
Comprimento prévio Comprimento 
experimental 
Diferença percentual 
22 cm 21,52 cm 2,18 % 
 
Sendo assim, podemos inferir que, o valor obtido difere em torno de 2,18% do comprimento 
experimental previamente medido. 
Por outro lado, ainda é permissível analisarmos um novo parâmetro que sustenta o conceito 
de campo magnético em torno de um solenóide, a julgar, pela permeabilidade magnética que 
pode ser computada baseada na seguinte equação: 
𝜇 = 
𝐴. 𝐿
𝑁
 
 
Em que µ refere-se à permeabilidade magnética, A o coeficiente angular, L o comprimento e 
N o número de espiras. Portanto, tendo em vista que A = 0,001706 / L = 21,52 cm – 0,2152 
m / N = 300, temos que a permeabilidade magnética para o comprimento experimental 
obtido equivale a, 
µ = 1,223770667 x 10-6 T.m/A 
Deste modo, podemos fazer um comparativo entre a permeabilidade magnética dada em 
relação a calculada, sendo assim expresso na tabela abaixo: 
Análise comparativa referente a permeabilidade magnética 
Permeabilidade dada 
(vácuo) 
Permeabilidade 
calculada 
Diferença percentual 
4π x 10-7 T.m/A 1,223770667 x 10-6 T.m/A 2,61 % 
 
Sendo assim, os resultados expressos na tabela acima, traduzem uma diferença de 2,61% 
da permeabilidade calculada em relação a permeabilidade dada, ou seja, no vácuo. 
 
3. Discussão 
 
Na primeira parte do experimento foi trabalhado em torno do campo no centro da bobina em 
função da corrente, nessa forma foi realizado um gráfico de campo magnético versus 
corrente, tendo como resultado o coeficiente angular de 0,001706 e através dele calculado a 
permeabilidade magnética, tendo como resultado 1,2511 x 10-6. Com isso, tendo o valor real 
da permeabilidade de 1,2566 x 10-6,foi realizado a diferença percentual entre o real e o 
calculado através do experimento no que deu uma diferença de 0,44%. 
 
No que concerne o segundo preâmbulo da execução experimental, é permissível infringir que, 
expressa mediante análise comparativa entre os valores prévios e os obtidos 
experimentalmente, é fulcral salientarmos de um modo geral, a equiparidade entre eles, onde, 
sobre o aspecto do comprimento prévio da bobina e o obtido (cerca de 21,52 cm), resulta em 
uma pequena diferença percentual em torno de 2,18%, além disso, para a análise em função 
da permeabilidade calculada (cerca de 1,223770667 x 10-6 T.m/A), decorre uma diferença por 
volta de 2,61%. 
 
 
 
 
6. Referências bibliográficas 
 
1 - LABORATÓRIO DE FÍSICA B. Portal UFS, 2022. Disponível em: 
https://dfi.ufs.br/pagina/20972. 
2 - HALLIDAY, D.; WALKER, J.; RESNICK R. Fundamentos de Física.HALLIDAY, D.; 
WALKER, J.; RESNICK R. Fundamentos de Física. 8. ed., Rio de Janeiro: LTC, Vol. 3.8. ed., 
Rio de Janeiro: LTC, 2009 
https://dfi.ufs.br/pagina/20972
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