Experiência 10 - A Indução Magnética B no Centro de uma Espira

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FÍSICA EXPERIMENTAL 3 - EXPERIÊNCIA Nº 10 
A indução magnética B no centro de uma espira circular 
percorrida por uma corrente elétrica, o trafo 
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1. OBJETIVO 
 
• Mapear as linhas de indução magnética geradas por 
uma corrente elétrica que percorre uma espira circu-
lar, em seu plano horizontal axial; 
• Reconhecer a validade da lei de Faraday e Lenz. 
 
2. MATERIAL NECESSÁRIO 
 
01 suporte com: 
 haste, âncora, manípulos de aperto e tripé Wackerritt 
com sapatas niveladoras isolantes; 
01 bobina de 300 espiras (1); 
01 bobina de 6 espiras com bornes metálicos para alta 
corrente (2); 
01 bobina de 600 espiras (3); 
02 armaduras laminadas de silício em “U” (10) e (11); 
01 mesa projetável, com tampo articulável, quatro sapa-
tas niveladoras e junção para espiras (12); 
01 espira com dois fios paralelos para alta corrente 
(extremidade com forma semicircular) (13); 
01 conjunto de hastes condutoras paralelas para alta 
corrente (16); 
02 balanços condutores para alta corrente (17); 
01 bússola projetável com agulha magnética em estru-
tura transparente; 
01 chave liga-desliga com conexão para rede (19), tipo 
EQ034D; 
03 conexões de fios com pino banana (20); 
limalhas de ferro; 
 
3. MONTAGEM 
 
Execute a montagem conforme a figura 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mantenha o conjunto desligado da rede até 
recomendações em contrário. 
Nas atividades onde a rede for 220 VAC, utilize no primário 
a bobina de 600 espiras (3), quando a rede for de 127 VAC, 
utilize no primário a bobina de 300 espiras (1). 
Atenção! Durante esta atividade você irá operar dire-
tamente com a tensão da rede local sobre a bobina do 
primário e fará circular no secundário (conjunto forma-
do pela segunda bobina e o que nela estiver ligado) uma 
alta amperagem, consequentemente, a bobina do se-
cundário irá dissipar uma apreciável energia térmica 
(devido ao efeito Joule), aquecendo relevantemente o 
sistema. 
Recomendamos que o conjunto seja ligado somente o 
tempo necessário para que ocorra o alinhamento das 
limalhas de ferro ao redor do condutor e desligado, i-
mediatamente, ao término de cada operação. 
 
Mantendo a chave (19) desligada, conecte o conjunto à 
rede local. 
 
4. ANDAMENTO DAS ATIVIDADES 
 
Espalhe limalhas de ferro ao redor do condutor. 
Ligue e mantenha a chave ligada apenas para obter um 
bom efeito visual do alinhamento das limalhas (se ne-
cessário, dê leves batidas com o dedo sobre a mesa 
(12)). 
 
Reproduza na Figura 2 o observado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.2. Observando a Figura 2, em qual dos círculos você 
verifica maior concentração de linhas de indução mag-
nética? 
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A indução magnética B no centro de uma espira circular 
percorrida por uma corrente elétrica, o trafo 
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Em termos de módulo do vetor indução magnética B, 
em que região demarcada pelos círculos, você diria que 
B possui maior valor? Justifique a sua resposta. 
4.3. Nos desenhos a seguir, suponha uma intensidade de 
corrente i, num certo instante, circulando nos sentidos 
indicados nas Figuras 3, 4, 5 e 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desenhe, em cada caso, a orientação do vetor indução 
magnética B nos pontos assinalados pela letra “A”, se-
gundo a regra da mão direita. 
 
4.4. B = μ i/2R é a expressão matemática que permite 
calcular a intensidade (módulo) do vetor indução mag-
nética B no centro de uma espira circular, percorrida 
por uma corrente elétrica. 
• Identifique cada termo desta expressão. 
μ = (no vácuo vale: 4 π 10-7 T.m/A) 
Para fins de cálculos vamos considerar este valor em 
nosso experimento. 
 
4.5. Determine o raio médio da espira semicircular utili-
zada no experimento. 
4.6. Neste tipo de montagem, o transformador, conec-
tado em rede 127 VAC solicita no secundário uma cor-
rente i ≈ 75 A, se mantida a mesma bobina (no primário) 
em redes de 220 VAC solicitará uma corrente i ≈ 140 A. 
Qual a solicitação (aproximada) pelo secundário do 
transformador na sua montagem? 
4.7. Determine o valor aproximado do vetor indução 
magnética no interior da espira semicircular (conside-
rando a experiência realizada no vácuo). 
 
Dê a orientação e o módulo, nos pontos A assinalados 
nas Figuras 7, 8, 9 e 10 do vetor indução magnética B 
provocado pelas correntes elétricas que circulam nos 
condutores indicados.