Trabalho fisica Campos magnestico 2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO RADIAL DE SÃO PAULO
RELATORIO DE LABORATÓRIO FÍSICA III
CAMPOS MAGNÉTICOS 
Cursos: Engenharias
Disciplina: Física Experimental III
Professor: Alexander Luiz Sperandio
São Paulo 2017
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www.estacio.br
Campus Jabaquara
SUMÁRIO
1. Introdução..........................................................................................................03
 1.1 Campo Magnético................................................................................................03 
 1.2 Campo Magnético Uniforme................................................................................04
 1.3 Efeitos de um Campo Magnético........................................................................04
 1.4 Regra da Mão Direita............................................................................................08
2. OBJETIVOS..............................................................................................................09
 2.1 Materiais e Métodos.............................................................................................09 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO.................................................................................10
 3.1 Experimento........................................................................................................10
 3.2 Discussão............................................................................................................12
4. CONCLUSÕES.........................................................................................................13
5. REFERÊNCIAS.........................................................................................................14
INTRODUÇÃO
Campos Magnéticos 
É a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou materiais ferromagnéticos e paramagnéticos, como cobalto e ferro. Compare campo magnético com campo gravitacional ou campo elétrico e verá que todos estes têm as características equivalentes.
Também é possível definir um vetor que descreva este campo, chamado vetor indução magnética e simbolizado por . Se pudermos colocar uma pequena bússola em um ponto sob ação do campo o vetor  terá direção da reta em que a agulha se alinha e sentido para onde aponta o polo norte magnético da agulha. Se pudermos traçar todos os pontos onde há um vetor indução magnética associado veremos linhas que são chamadas linhas de indução do campo magnético. Estas são orientados do polo norte em direção ao sul, e em cada ponto o vetor  tangencia estas linhas.
As linhas de indução existem também no interior do ímã, portanto são linhas fechadas e sua orientação interna é do polo sul ao polo norte. Assim como as linhas de força, as linhas de indução não podem se cruzar e são mais densas onde o campo é mais intenso.
 Campo Magnético Uniforme
De maneira análoga ao campo elétrico uniforme, é definido como o campo ou parte dele onde o vetor indução magnética é igual em todos os pontos, ou seja, tem mesmo módulo, direção e sentido. Assim sua representação por meio de linha de indução é feita por linhas paralelas e igualmente espaçadas.
A parte interna dos imãs em forma de U aproxima um campo magnético uniforme.
Efeitos de um campo magnético sobre carga
Como os elétrons e prótons possuem características magnéticas, ao serem expostos à campos magnéticos, interagem com este, sendo submetidos a uma força magnética .
Supondo:
Campos magnéticos estacionários, ou seja, que o vetor campo magnético  em cada ponto não varia com o tempo;
Partículas com uma velocidade inicial  no momento da interação;
E que o vetor campo magnético no referencial adotado é ;
Podemos estabelecer pelo menos três resultados:
 
Carga elétrica em repouso
 "Um campo magnético estacionário não interage com cargas em repouso." Tendo um Ímã posto sobre um referencial arbitrário R, se uma partícula com carga q for abandonada em sua vizinhança com velocidade nula não será observado o surgimento de força magnética sobre esta partícula, sendo ela positiva, negativa ou neutra.
Carga elétrica com velocidade na mesma direção do campo
"Um campo magnético estacionário não interage com cargas que tem velocidade não nula na mesma direção do campo magnético."
Sempre que uma carga se movimenta na mesma direção do campo magnético, sendo no seu sentido ou contrário, não há aparecimento de força eletromagnética que atue sobre ela. Um exemplo deste movimento é uma carga que se movimenta entre os polos de um Ímã. A validade desta afirmação é assegurada independentemente do sinal da carga estudada.
Carga elétrica com velocidade em direção diferente do campo elétrico
Quando uma carga é abandonada nas proximidades de um campo magnético estacionário com velocidade em direção diferente do campo, este interage com ela. Então esta força será dada pelo produto entre os dois vetores,  e  e resultará em um terceiro vetor perpendicular a ambos, este é chamado um produto vetorial e é uma operação vetorial que não é vista no ensino médio. 
Mas podemos dividir este estudo para um caso peculiar onde a carga se move em direção perpendicular ao campo, e outro onde a direção do movimento é qualquer, exceto igual a do campo.
Carga com movimento perpendicular ao campo
Experimentalmente pode-se observar que se aproximarmos um ímã de cargas elétricas com movimento perpendicular ao campo magnético, este movimento será desviado de forma perpendicular ao campo e à velocidade, ou seja, para cima ou para baixo. Este será o sentido do vetor força magnética.
Para cargas positivas este desvio acontece para cima:
E para cargas negativas para baixo.
A intensidade de será dada pelo produto vetorial , que para o caso particular onde  e são perpendiculares é calculado por:
A unidade adotada para a intensidade do Campo magnético é o tesla (T), que denomina , em homenagem ao físico iugoslavo Nikola Tesla. 
Consequentemente a força será calculada por:
Medida em newtons (N)
Carga movimentando-se com direção arbitrária em relação ao campo
Como citado anteriormente, o caso onde a carga tem movimento perpendicular ao campo é apenas uma peculiaridade de interação entre carga e campo magnético. Para os demais casos a direção do vetor  será perpendicular ao vetor campo magnético  e ao vetor velocidade .
Para o cálculo da intensidade do campo magnético se considera apenas o componente da velocidade perpendicular ao campo, ou seja, , sendo  o ângulo formado entre  e  então substituindo v por sua componente perpendicular teremos:
Aplicando esta lei para os demais casos que vimos anteriormente, veremos que:
se v = 0, então F = 0
se  = 0° ou 180°, então sen = 0, portanto F = 0
se  = 90°, então sen = 1, portanto .
 
Regra da mão direita
Um método usado para se determinar o sentido do vetor  é a chamada regra da mão direita espalmada. Com a mão aberta, se aponta o polegar no sentido do vetor velocidade  e os demais dedos na direção do vetor campo magnético. 
Para cargas positivas, vetor  terá a direção de uma linha que atravessa a mão, e seu sentido será o de um vetor que sai da palma da mão.
Para cargas negativas, vetor  terá a direção de uma linha que atravessa a mão, e seu sentido será o de um vetor que sai do dorso da mão, isto é, o vetor que entra na palma da mão.
OBJETVOS
Observar o sentido da força magnética para alterações do sentido do campo magnético e da corrente elétrica no fio;
Observar o funcionamento do motor elétrico.
 MATERIAIS E METODOS 
 Experimento (Balanço e Motor Elétrico) 
Material utilizado:
1 Fonte de alimentação CC;
1 suporte com hastes para contatos;
1 imã permanente em U;
1 balanço metálico;
1 espiral para o motor elétrico.
Procedimento Experimental
Monte o experimento conforme a figura 1; 
Verifique se os imãs estão com os polos opostos um em frente do outro (basta retirar um deles everificar se é atraído pelo outro e, se não for girá-lo; e então, grudá-lo de volta no metal);
Acione a chave e observe o balanço;
Use a regra da mão direita para descobrir a cor onde está o Norte do imã;
Desligue;
Mude a polaridade da fonte, acione a chave e observe de novo;
Confirme o Norte do imã;
Desligue;
Gire o imã, assim, trocando a posição do Norte;
Acione a chave e observe o balanço.
RESUTADOS E DISCUSSÃO 
Experimento 
Experimento (Motor Elétrico)
Experimento (Motor Elétrico)
O motor elétrico funcionou através da indução do campo magnético, enviando uma tensão de corrente continua através de uma pilha, essa corrente acaba criando um campo magnético ao redor da “bobina” de cobre, e o imã posicionado, acontece a atração e/ou repulsão no campo magnético, fazendo o fio de cobre girar, e isso também é explicado, pois quando tiramos o imã o movimento e cessado. 
Experimento (Balanço)
Experimento (Balanço)
O balanço se moveu, sendo atraído, para a parte de dentro do imã, primeiro, verificou-se que o balanço condutor sofreu um deslocamento no sentido oposto ao do ímã, caracterizando repulsão. Já no segundo, o balanço condutor sofre deslocamento no sentido do ímã (atração). Para a determinação do sentido dos vetores indução magnética e corrente elétrica, foi utilizada a regra da mão direita.
Sentido da corrente no balanço/campo magnético.
Obs. Corrente demostrada pela seta. Campo magnético representado pela seta curvada.
Discussão 
Ao final associamos os fenômenos da experiência com o campo magnético, vemos que na experiência o campo magnético enquanto no motor elétrico essas forças magnéticas geram movimentos de rotação satisfazendo o objetivo do motor no balanço faz forças de atração e repulsão.
CONCLUSÕES
A ação da força magnética que atua em um condutor retilíneo, imerso num campo magnético está relacionada com o princípio de funcionamento dos motores elétricos. O campo magnético é capaz de exercer forças não apenas sobre imãs, mas também sobre condutores percorridos por correntes elétricas. A força que um campo magnético exerce sobre um condutor percorrido por corrente pode ser utilizada para realizar trabalho, verifica-se isto nos motores elétricos. A força magnética ocorre devido ao movimento de cargas elétricas. 
Esta experiência foi muito importante para entendermos o como funciona o campo magnético e também comprovar na pratica a regra da mão direita.
REFERÊNCIAS
GUSSOW, M. Eletricidade básica. 2. ed. São Paulo: Artmed, 2008. Disponível na Biblioteca Física da Estácio.
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/ForcaMagnetica/espira.phpem: Acessado em 05/06/2017
https://www.todamateria.com.br/ acessado em 18/05/2016