Experiência de Faraday Lenz FEG UNESP 2016

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA 
“JÚLIO DE MESQUITA FILHO” 
Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
 
 
Relatório IX 
 
EXPERIÊNCIA FARADAY-LENZ 
 
 
 
 
 
 
 
Engenharia Civil – Turma 222 
 
Camila Federice -151321991 
Gabriela Araújo -151323046 
Helena Ramos -151323569 
Jaqueline Crepaldi -151321957 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Guaratinguetá- SP 
16/05/2016 
INTRODUÇÃO 
Este relatório baseia-se na Lei de Faraday-Lenz que ilustra o comportamento de 
corrente por indução magnética. Sabe-se que o campo magnético de um ímã, ao atravessar 
uma bobina gera nela uma força eletromotriz (fem) dada por: 
ε = −dψ/dt , que é o negativo da derivada temporal do fluxo magnético. 
O fluxo magnético ψ0 refere-se à relação entre o campo magnético Bi gerado por 
um ímã e a área Ai de sua secção transversal. 
ψ0 = BiAi 
Ao atravessar uma bobina, cuja densidade de espiras é n (número N de espiras por 
comprimento H total), este fluxo é dado por: 
ψ = nLψ0 , sendo L o comprimento do ímã cilíndrico. 
Neste experimento, porém, é necessário considerarmos ainda a trajetória do ímã 
ao atravessar a bobina, que cai de uma altura z. 
Enquanto entra, a fem é dada por: 
ε = − ∆ψ/∆t 
εe = − nLψ0/(L/v) = −nψ0v , v=√2gz 
Quando o ímã está totalmente dentro da bobina, o fluxo é constante, ou seja, ∆ψ=0. 
Enquanto sai, a fem é dada por: 
εs = + nLψ0/(L/v) = +nψ0v , v=√2g(z+H) 
Dessa maneira, podemos aferir que a fem tem amplitude nLψ0 e sinais opostos, 
como mostra a figura a seguir. 
Para determinar o campo magnético Bi do ímã, é necessário manipularmos a 
equação εe = (NBA/H)√ 2gz elevando ambos os membros ao quadrado: 
ε2= 2g(𝑁𝐵𝐴/𝐻)2𝑧, em que 2g𝑁𝐵𝐴/𝐻)2 é o coeficiente angular. 
Através do método dos mínimos quadrados, o coeficiente é encontrado e, por fim, 
tem-se o valor de B. 
 
MATERIAIS UTILIZADOS 
 Osciloscópio 
 Paquímetro 
 Régua 
 Tubo acrílico vertical 
 Imãs 
 Bobina 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Para a realização do experimento inicialmente foi medida a distância entre o ponto 
de queda do imã e o centro da bobina (z). Então, utilizou-se o tubo de acrílico para guiar 
o imã até o ponto, e em seguida ele foi liberado em queda livre. 
Feito isso, foi obtido através do osciloscópio, que estava conectado à bobina, o valor 
da fem Ɛ (para facilitar a visualização dos picos da fem no osciloscópio, foi utilizado 
uma câmera para filmagem do experimento). 
O procedimento foi realizado 7 vezes, variando apenas a distância z, sendo que para 
cada uma delas o imã foi liberado duas vezes, utilizando assim um valor médio para os 
cálculos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE DADOS 
Dados coletados: 
z(m) Ɛ ₁ (v) Ɛ ₂(v) Ɛ médio(v) Ɛ ² (v²) 
1,45 2,4 2,6 2,5 6,25 
1,25 2,2 2,4 2,3 5,29 
1,05 2 2 2 4 
0,85 1,7 1,7 1,7 2,89 
0,65 1,6 1,7 1,65 2,72 
0,45 1,4 1,5 1,45 2,10 
0,25 0,5 0,5 0,5 0,25 
 
 
Fórmula utilizada: 
Ɛ 2 =
(𝑁𝐵𝐴)² 𝑔 𝑍
𝐻²
 
Onde 
(𝑁𝐵𝐴)2𝑔 
𝐻²
 é o coeficiente angular da reta do gráfico Ɛ ² x Z , e através delas podemos 
calcular o campo magnético do imã, utilizando MMQ. 
 
N= numero de espiras = 6000 
H=altura da bobina = 62,80 mm 
g= aceleração da gravidade = 9,8 m/s² 
A = área do imã, com φ sendo o diâmetro = 4,2 mm 
 
Calculo do MMQ: 
 
∑x*a + n*b = ∑y 
∑x²*a + ∑x*b = ∑xy 
 
a * 23,5 + 7* b = 5,95 
 a * 103,3 + b* 23,5 = 24,53 
𝑏 = 
5,95 − 23,5 ∗ 𝑎
7
 
 
 a= 0,1866, o coeficiente angular da reta 
 b= 0,226, o coeficiente linear da reta 
Então 
(𝑁𝐵𝐴)2𝑔 
𝐻²
= 𝑎 
𝐵2 =
𝑎 𝐻2
𝑁2𝐴2𝑔 
 , com A = π(φ/2)² 
Substituindo os valores temos que B=0,1 T 
 
 CONCLUSÃO 
Durante a realização do experimento, houve dificuldade para visualizar os picos da fem 
Ɛ no osciloscópio, devido a rapidez com que era mostrado. Dessa forma, para facilitar e 
aumentar a precisão da visualização, foi utilizado uma câmera de filmagem. Através dos 
valores obtidos foi calculado o valor do campo magnético do imã, sendo esse valor 
coerente com o valor lido na teoria. Com isso, percebe-se que mesmo sendo um 
experimento que exige muita atenção para leitura do osciloscópio, ele é totalmente 
adequado e eficiente. 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
Física Para Cientistas e Engenheiros, Paul A. Tipler, volume 2, 4ª edição, 1999, Nova 
York, EUA. 
Física Conceitual, Paul G. Hewitt, 9ª edição, Editora Bookman. 
Guia de laboratório 
D. Halliday e R. Resnick, Fundamentos de Física 3, 4ª edição, editora LTC.