relatorio de fisica campo magnetico

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Introdução 
O fenômeno do magnetismo terrestre resulta do fato de que a Terra, como um todo, comporta-se como um imã gigante. O físico e naturalista inglês William Gilbert foi o primeiro a demonstrar essa semelhança por volta de 1600. Contudo muito antes disso a bússola já era utilizada. 
A posição dos polos magnéticos, que não correspondem aos polos geográficos, não é constante e tem variado de forma apreciável ano após ano. Medidas precisas da variação da posição dos polos magnéticos mostram que o campo magnético se dirige para oeste numa taxa de 19 a 24 quilômetros por ano. Claramente o magnetismo da Terra é resultado de uma condição dinâmica, e não de uma situação passiva, que ocorreria se o núcleo de ferro da Terra fosse sólido e magnetizado passivamente. A teoria dínamo sugere que o núcleo de ferro é liquido (exceto muito próximo ao centro da Terra, onde a pressão solidifica o núcleo) e que as correntes de convecção neste núcleo líquido se comportam como fios individuais num dínamo, estabelecendo desta forma um campo magnético de grandes proporções. A parte sólida do núcleo também gira, porém mais lentamente que a externa. A superfície irregular da camada externa ajuda a levantar hipótese sobre as variações irregulares do campo. 
Na Figura 1, o meridiano magnético é o plano que contém os polos norte e sul magnéticos. Uma barra magnética, suspensa e livre, fica em repouso neste meridiano, o qual é inclinado, de um pequeno ângulo, em relação ao meridiano geográfico. O ângulo de declinação é o ângulo entre os meridianos geográfico e magnético em um ponto particular e varia de lugar para lugar e ano após ano. O ângulo de mergulho é o ângulo entre a direção horizontal e a direção do campo magnético terrestre num ponto. Nos polos este ângulo é de 90º e no equador é de 0º. O equador magnético é a linha formada pelo conjunto de pontos onde o ângulo de mergulho é zero. 
Figura 1: Representação das linhas do campo magnético da Terra. O eixo magnético não coincide com o eixo geográfico ou rotacional. 
O estudo da intensidade do campo magnético é feito com finalidades cientificas e de engenharia. O magnetômetro é o dispositivo usado para medir esta intensidade. O módulo do campo magnético da Terra varia de 20 µT a 60 µT, mas, devido às condições geológicas presentes em determinados locais, ele pode diferir bastante do valor esperado para aquela região. Na maior parte dos pontos na superfície da Terra, o campo magnético não é paralelo à superfície. Por isso, em geral, ele é especificado por meio de suas componentes horizontal, na direção Norte-sul, e vertical [1]. 
Objetivo
 Aprender a medir a componente horizontal do campo magnético terrestre e obter este valor para a cidade onde se realiza a experiência.
 Método teórico para a experiência 
Pode-se medir a componente horizontal do campo magnético da Terra submetendo-se uma bússola a um campo magnético uniforme. Se o campo em questão for perpendicular a direção Norte-Sul, apontada pela bússola, esta se posicionará numa direção que será a resultante dos dois campos. Fazendo-se com que o eixo das bobinas fique perpendicular a direção Norte-Sul a bússola defletirá de um ângulo θ em relação à direção Norte-Sul. 
No diagrama abaixo, tomando-se 𝐵⃗𝑆 e 𝐵⃗𝑇 como vetores, tem-se: 𝐵⃗ = 𝐵⃗𝑆 + 𝐵⃗𝑇. 
Os vetores neste diagrama são definidos como: 
𝐵⃗𝑆 – Campo magnético uniforme, produzido por um par de bobinas de Helmholtz. No ponto médio entre as bobinas, o módulo de 𝐵⃗ 𝑆 é
 
em que 𝑅 é o raio das bobinas, 𝑁 = 130 é o número de espiras em cada bobina, 𝑥 é a metade da distância entre as bobinas, 𝑖 é a corrente elétrica que circula nas bobinas e 𝜇0 = 1,26 𝑥 10−6 𝑇𝑚/𝐴 é a permeabilidade magnética do vácuo, que é, aproximadamente, igual à do ar. 
𝐵⃗𝑆= (6,16x10-5)x I
𝐵𝑆: Componente horizontal do campo magnético da Terra. De acordo com o diagrama, 
Então, 𝐵𝑇 é a inclinação do gráfico 𝐵𝑆 versus 𝑡𝑔 𝜃. 
Material Utilizado
um par de bobinas de Helmholtz, 
uma bússola, um suporte para bússola
um resistor de 47 Ω,
um miliamperímetro,
uma fonte de corrente contínua. 
Procedimentos
Monte o circuito representado na Figura 2. Ligue as bobinas uma de frente para a outra, afastadas por uma distância igual ao seu raio e de tal modo que fiquem em série. Use o resistor de 47 Ω para limitar a corrente. 
Figura 2: Bobinas de Helmholtz ligadas em série em um circuito elétrico com uma fonte de força eletromotriz 𝜺 e resistência 𝑹 = 𝟒𝟕 Ω. A agulha de uma bússola colocada no ponto P orienta-se na direção da soma do campo magnético das bobinas com o campo da Terra. Figura adaptada da referência [1]. 
Coloque a bússola sobre o suporte e no centro do sistema, de modo que o plano da bússola contenha o eixo das bobinas. 
Gire agora as bobinas, mantendo-as sempre paralelas, até que a linha Norte-Sul da bússola seja perpendicular ao seu eixo. 
Varie a tensão na fonte e meça a corrente elétrica e o ângulo de deflexão do ponteiro da bússola. Anote os resultados na Tabela 1. 
Calcule os valores de 𝐵𝑆 e 𝑡𝑔 𝜃. Complete a Tabela 1. 
Construa o gráfico 𝐵𝑆 versus 𝑡𝑔 𝜃, com auxílio do programa Scidavis. Faça uma regressão linear e encontre o valor de 𝐵𝑇 a partir da inclinação da reta.
	𝑖 (A)
	23,0x10-3
	53,0 x10-3
	87,0 x10-3
	115,0 x10-3
	151,0 x10-3
	𝜃 (graus)
	5
	10
	15
	20
	25
	𝐵𝑆 (T)
	1,42 x10-6
	3,26 x10-6
	5,36 x10-6
	7,08 x10-6
	9,3 x10-6
	𝑡𝑔 𝜃
	0,087
	0,176
	0,268
	0,364
	0,466
Tabela 1: Campo magnético BS no centro das bobinas de Helmholtz em função da corrente elétrica i que passa por elas. 𝜽 é o ângulo entre o campo magnético total no centro das bobinas de Helmholtz e a componente horizontal do campo magnético terrestre.
Figura3: Gráfico 𝐵𝑆 versus 𝑡𝑔 𝜃 construído com auxílio do programa Scidavis.
Conclusão 
O experimento foi realizado com sucesso. Verificou -se que o modelo aplicado para as bobinas utilizadas refletiu com boa exatidão o resultado esperado para o campo magnético, com uma aparelhagem simples de laboratório. Os desvios percentuais das medidas obtidas ocorreram por causa dos erros de paralaxe nas leituras da deflexão do ponteiro da bússola, além de erro na variação da corrente elétrica nas bobinas, entre outros .
Referência
DFQ. Caderno de Atividades de Laboratório. Belo Horizonte,2017. Apostila do curso de Engenharia Civil da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.