Relatório - O Magnetismo E Eletromagnetismo.

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SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL
FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI CAMPO GRANDE
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
UNIDADE CURRICULAR: MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS
EXPERIMENTOS - MAGNETISMO E ELETROMAGNETISMO
Jairton Luís da Rosa
Lennon Pereira Rangel
Luiz Gustavo de Souza Araujo
Prof.a: Natalie Bezerra
CAMPO GRANDE/MS
2018
	
1 INTRODUÇÃO
Os gregos foram os primeiros que procuraram explicar o fenômeno denominado magnetismo. Com base em uma pedra chamada magnetita que provocava naturalmente uma atração por objetos metálicos. Portanto, Magnetismo é o fenômeno de atração ou repulsão observado entre determinados materiais. Como ímãs ou materiais ferromagnéticos e condutores que estejam conduzindo correntes elétricas, sendo o primeiro a fonte mais comum de magnetismo. 
Entretanto, é importante salientar que, a propriedade de atração ou repulsão por meio de dois corpos não é satisfatório para caracterizar a interação entre os dois como de origem magnética. À vista disso, é comum tais fenômenos causarem confusão. Enquanto os fenômenos elétricos apresentam natureza momentânea, os magnéticos são mais duradouros. Porém, a interação entre corpos eletrizados é mais perceptível, com praticamente todos os materiais, já os corpos magnetizados interagem de forma mais intensa, todavia, com um grupo menor. Por essa razão os ímãs não atraem qualquer metal. Os poucos que respondem são (o ferro, o cobalto e o níquel).
O ímã ou (magneto) é um objeto que provoca um campo magnético à sua volta. Um ímã permanente é feito de um material ferromagnético. As suas propriedades magnéticas são causadas pela rotação dos elétrons ou spin (Verbo em inglês “to spin” - girar, rodar). 
Um ímã é um dipolo, isto é, tem sempre dois polos, "norte" e "sul". Estabeleceu-se então que, o polo sul de um ímã é sempre atraído pelo polo norte geográfico da Terra, e de mesmo modo, o polo norte é sempre atraído pelo polo sul geográfico da Terra. Dessa forma, o ímã não pode ser separado, ou seja, se um ímã for dividido ao meio, obtêm-se dois ímãs menores, ambos com um polo norte e um polo sul, de maneira que nunca se consegue separar os polos de um ímã. Outra característica importante é que os polos de mesmo nome se repelem, enquanto que os polos de nomes opostos se atraem. Além disso, existe o eletroímã que é um ímã que se baseia em campos magnéticos gerados por cargas em movimento. Isto é, um cabo, por onde passa energia elétrica.
2 OBJETIVOS
Mostrar, através de um procedimento experimental, a formação das linhas de campo magnético existentes em um ímã;
Verificar que as linhas de indução magnéticas são mais densas nos polos;
Verificar que é impossível a separação dos polos de um ímã;
Provar que os polos de nomes iguais se repelem, enquanto que os de nomes opostos se atraem;
Comprovar a formação de dipolos magnéticos ao se friccionar um imã.
Diferenciar o campo elétrico (E) do campo magnético (B);
Concluir que uma carga elétrica em movimento gera um campo magnético à sua volta;
Concluir que uma corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos;
Identificar o vetor indução magnética e o sentido da corrente elétrica que circula num condutor (regra da mão direita).
3 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS 1
3.1 Lista de Materiais e Equipamentos
Uma mesa projetável para espectros magnéticos com:
110 câmaras;
Indicadores ferromagnéticos;
Sapatas niveladoras.
Dois ímãs cilíndricos de 100 mm com protetores;
Um prego;
Uma bússola;
Três clipes;
Um alicate universal ou de corte;
Canetinha;
Uma folha sulfite;
Limalha de ferro;
Dois sacos plásticos capazes de conter o ímã em seu interior;
3.2 Procedimentos - O Mapeamento do Campo Magnético de um ímã - O Magnetismo
3.2.1 Experimento 1: A imantação por indução
No experimento 1 visualizamos as linhas de indução magnéticas de um ímã, mesmo que estas não sejam visíveis, logo, para visualizar essas linhas utilizamos limalhas de ferro que se alinham conforme as linhas do campo magnético. Dessa forma, foi possível verificar o comportamento dessas linhas, e analisar que existe um padrão em que as linhas saem do polo norte e entram no polo sul. 
Verificamos também que se colocarmos um corpo feito de ferro (no caso utilizamos um prego) em um dos polos do ímã, o prego se torna uma extensão do polo, aumentando relativamente as linhas do campo magnético, alterando o seu campo.
3.2.2 Experimento 2: As linhas de indução magnética
	As linhas de campo são vetores imaginários que descrevem a direção e a força do campo magnético. No experimento 1 analisamos o trajeto percorrido por essas linhas que vão do polo norte ao polo sul, e sul-norte no interior do ímã.
Analisamos que nas proximidades dos polos do ímã as linhas de campo ficam mais concentradas, ou seja, é em seus polos que o campo magnético é mais intenso e consequentemente menos intenso no meio do ímã.
Da mesma forma como foi feito no experimento 1, porém com clipes nos polos, o espectro magnético aumenta como se o clipe expandisse o polo. 
	
3.2.3 Experimento 3: As substâncias ferromagnéticas
	Nesse experimento pudemos analisar os fenômenos de atração e repulsão causados pelo ímã na bússola. E verificar que substancias ferromagnéticas tem a propriedade de reunir as linhas de força ao serem colocadas na presença de um campo magnético, e dessa forma, ocorre uma forte imantação.
	À vista disso, colocamos uma bússola em uma superfície afastada de ímãs, e substancias ferromagnéticas, em seguida, aproximamos o polo norte do ímã à bússola, e verificamos que o polo norte do ímã repele o polo norte da bússola e da mesma maneira com o polo sul, porém, o polo sul do ímã atraiu o polo norte da bússola. E depois, cobrimos o ímã com a mão e verificamos que mesmo com a mão coberta a agulha da bússola acusa a presença do ímã.
3.2.4 Experimento 4: O campo magnético - A imantação por atrito (imantação por contato)
	Com um clipe desdobrado em uma superfície definimos dois pontos em cada extremo, chamamos um extremo de A e o outro de B. Em seguida, deslizamos o polo norte do ímã do extremo A ao B e repetidamente o fizemos de 6 vezes. 
Depois, afastamos o ímã e aproximamos a bússola ao extremo A do clipe, e observamos que o clipe ficou imantado de forma que o ponta A era o polo norte e o ponto B o polo sul. Assim, ocorreu o mesmo que no experimento 3, o polo norte da bússola foi repelido pelo polo norte do clipe imantado. 
3.2.5 Experimento 5: Os polos de um ímã
	Nesse experimento refizemos o experimento 4, porém aproximamos a bússola do extremo B do clipe, e verificamos então que o polo norte da bússola era traído pelo polo sul do clipe (o Extremo B). 
3.2.6 Experimento 6: A inseparabilidade dos polos magnéticos de um ímã
	Ainda com o clipe imantado, o cortamos ao meio com um alicate, e aproximando a bússola verificamos que é impossível isolar os polos do clipe, após essa análise, o cortamos novamente ao meio o pedaço anterior do clipe e verificamos o que já se esperava “É impossível isolar os polos de um ímã”.
3.2.7 Experimento 7: A repulsão entre polos magnéticos iguais
	Aproximamos dois polos de nomes igual de dois ímãs e verificamos a veracidade da afirmação: “dois polos magnéticos de nomes iguais se repelem”.
3.2.8 Experimento 8: a atração entre polos magnéticos diferentes
	Aproximamos dois polos de nomes diferentes de dois ímãs e verificamos a veracidade da afirmação: “dois polos magnéticos de nomes diferentes se atraem”.
3.2.9 Experimento 9: O Espectro magnético entre polos magnéticos diferentes
	Colocamos dois ímãs em barra sobre a bancada de forma que seus polos diferentes ficassem frente à frente separados em mais ou menos 2 cm. Os colocamos sobre a mesa projetável.
Em seguida, demos leves batidas de modo a ordenar os indicadores ferromagnéticos, e observamos que nas proximidades dos polos as linhas de indução magnética ficavam mais densas, ou seja,mais juntas. 
Entretanto, a fim de ter uma melhor percepção, retiramos a mesa projetável e, pusemos uma folha por cima e jogamos limalhas de ferro. Dessa forma, observamos melhor que as limalhas próximas aos polos estavam mais concentradas, novamente verificamos as linhas de campo saindo do polo norte e entrando no polo sul. 
3.2.10 Experimento 10: O Espectro magnético entre polos magnéticos iguais
	Depositamos novamente dois ímãs em barra sobre a bancada, porém com os polos iguais frente à frente, separados em mais ou menos 2 cm. Repetimos os mesmos procedimentos que o experimento 9 e analisamos que as linhas de campo também se concentravam nos polos, porém estas se repeliam. Como escolhemos o polo norte as linhas de campo sempre saíam do polo norte e iam em direção ao polo sul. 
4 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS 2
4.1 Lista de Materiais e Equipamentos
Bússola;
Chave liga e desliga;
Conexões (fios);
Mesa projetável; 
Fonte de alimentação.
4.2 Montagem 
Com a conexão preta, ligue a posição I do interruptor liga/desliga ao borne negativo da fonte.
Conecte a conexão vermelha à posição II do interruptor e ao borne positivo da fonte.
Coloque a bússola sobre a mesa projetável. Esta mesa deve ficar por cima do fio vermelho. 
Alinhe o conjunto mesa e bússola com a orientação norte-sul do campo magnético da Terra. 
Com o interruptor DESLIGADO, ligue a fonte e ajuste sua tensão de saída para 3 Vcc.
Ligue o interruptor auxiliar e com o circuito em curto circuito, ajuste o painel da fonte de corrente para 2 A.
Alinhe o fio vermelho sobre a linha norte-sul do campo magnético terrestre.
Refaça o experimento invertendo o sentido da corrente no trecho AB (inverta as conexões à fonte).
4.3 Procedimentos - O Experimento de Oersted - O Eletromagnetismo
	Nesse experimento pudemos analisar o efeito que a corrente elétrica causa na bússola, e verificamos que esta sofria deflexões ao ser aproximada a um fio condutor, que passava uma corrente elétrica. 
A bússola sempre aponta para o polo norte geográfico da Terra, dessa forma ao ligar o interruptor o fio conduzia uma corrente elétrica de maneira que a agulha da bússola era defletida. E então, comprovamos que tal fato se deve a que cargas elétricas em movimento são capazes de criar um campo magnético. Ou seja, um fio que conduz corrente elétrica atua como um ímã. 
Utilizamos no experimento os conceitos da lei de Ampére que afirma que o sentido da corrente determina o sentido do campo magnético. Logo, se invertermos o sentido da corrente também inverteremos o sentido do campo. A regra da mão nada mais é do que a relação entre a corrente e o campo. 
Ao realizar o experimento verificamos que o vetor indução magnética sempre aponta para o norte. Dessa forma, ao trocarmos os terminais positivo e negativo a agulha da bússola sempre apontava no sentido contrário dos terminais ligados anteriormente. Assim, pode-se imaginar através da regra da mão direita que a ponta dos dedos ora repeli o norte ora atrai o sul da agulha da bússola.
5 RESULTADOS
Foto 01: Limalha de ferro indicando as linhas de campo magnético de um ímã.
Fonte: própria, 2018
Foto 02: Intensidade de indução magnética no polo.
Fonte: própria, 2018
Nos experimentos 1 e 2 observamos a direção das linhas de indução magnética, mostrados pela disposição da limalha de ferro, quando próxima dos imãs. E também, verificamos que as linhas de campo são mais intensas nos polos.
Foto 03: Atração do polo sul da bússola pelo polo norte do ímã.
Fonte: própria, 2018
Foto 04: Atração do polo norte da bússola pelo polo sul do ímã.
Fonte: própria, 2018
	No experimento 3, analisamos que os materiais que possuem substâncias ferromagnéticas têm a propriedade de reunir as linhas de força, como a bússola é um exemplo desse material ela é facilmente atraída ou repelida quando próxima de um ímã. 
Foto 05: Imantação por atrito (Polo Norte)
Fonte: própria, 2018
Foto 06: Imantação por atrito (Polo Sul)
Fonte: própria, 2018
	Nos experimentos 4 e 5, vimos que um material imantado age como se fosse um ímã possuindo as mesmas propriedades de atração e repulsão. Na figura 05 o polo sul da bússola é atraído pela extremidade A que é o polo norte do clipe. E na figura 06 o polo norte da bússola é atraído pela extremidade B que é polo sul do clipe.
	Já no experimento 6 vimos que mesmo cortando o clipe imantado, o mesmo ainda apresentava as características de atração e repulsão, assim, verificamos que é impossível isolar os polos de ímã. 
Em seguida nos experimentos 7 e 8 analisamos as propriedades dos materiais magnéticos, e confirmamos as leis que dizem que os polos iguais se repelem e os polos diferentes se atraem.
Foto 07: Espectro magnético entre polos magnéticos diferentes
Fonte: própria, 2018
Foto 08: Espectro magnético entre polos magnéticos iguais
Fonte: própria, 2018
	Nos experimentos 9 e 10 observamos que as linhas de indução magnéticas são mais consistentes nas proximidades dos polos. 
Foto 09: Corrente no sentido real
Fonte: própria, 2018
Foto 10: Corrente no sentido convencional
Fonte: própria, 2018
	Por meio da regra da mão direita, comprovamos que o vetor indução magnética sempre aponta para o norte, dessa forma o polo norte da bússola vai defletir de acordo com o sentido da corrente.
6 CONCLUSÃO
Com os experimentos foi possível a visualização das linhas de indução do campo magnético, que não são visíveis a olho nu, e analisar que estas são mais intensas nos polos, ou seja, se concentram mais nas proximidades dos polos que em outras partes que compõem o ímã. 
Comprovamos uma das principais características do ímã, a inseparabilidade de seus polos, de maneira que um ímã pode ser cortado em vários pedaços, ele continuará mantendo suas propriedades. E comprovamos também que os polos de nomes iguais se repelem, enquanto que os de nomes opostos se atraem.
	Verificamos que um material ferromagnético quando imantado por fricção torna-se um ímã, dessa forma, ao dividi-lo em vários pedaços ele continua imantado não perdendo as propriedades de dipolos. 
	Aprendemos a diferenciar o campo elétrico do campo magnético na prática, e verificar a relação de ambos. O campo elétrico é gerado por cargas elétricas (Tensão Elétrica), enquanto que o campo magnético é gerado pela corrente elétrica, ou seja, pelo fluxo de elétrons, assim, a corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos. Dessa forma, percebemos que esses dois fenômenos estão profundamente relacionados, magnetismo gera eletricidade e eletricidade gera magnetismo. Portanto, o eletromagnetismo é a interação desses dois campos.
	
	Praticamos a regra da mão direita, que nos diz o sentido da corrente elétrica que circula num condutor, bem como o sentido das linhas de indução magnética (ou vetor indução magnética) que a mesma gera a sua volta.
	Resumindo, os experimentos efetuados no laboratório, foram importantes sendo possível visualizar fenômenos que ocorrem no dia-a-dia e que não são perceptíveis, nos proporcionando entendimentos de funcionamento de diversos tipos de maquinas e dispositivos que funcionam por meio da relação entre o campo elétrico e o magnético.
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Educação Pública. Magnetismo, 2018. Disponível em:< http://www.educacaopublica.rj.gov.br/biblioteca/fisica/0011.html>. Acesso em: 19 de fev. 2018
JOYCE, James. Retrato do artista quando jovem. São Paulo: Abril Cultural, 1971. 238p.
Mundo Educação. Experimento de Oersted, 2018. Disponível em:< http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/experimento-oersted.htm>. Acesso em: 20 de fev. 2018. 
PERELMAN, Chaïm; OLBRECHTS, Lucie. Tratado da argumentação: a nova retórica. São Paulo: Martins Fontes, 1996.