Relatório 6 Balança de corrente

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM
FACULDADE DE TECNOLOGIA - FT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
	
Laboratório de Eletromagnetismo
Balança de corrente
 
	
MANAUS – AM
2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM
FACULDADE DE TECNOLOGIA - FT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
Balança de corrente- Força de Lorentz
 Aluno: Clemente Vieira Soares Junior – matrícula: 21353178
MANAUS – AM
2017
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Quando uma carga é inserida com velocidade em um campo magnético , ela fica submetida à uma força conhecida como força de Lorentz, dada por:
Se uma força magnética é exercida em uma partícula carregada enquanto a partícula de move através de um campo magnético, então um condutor conduzido uma corrente também experimenta uma força quando inserido em um campo magnético. Isto de deve ao fato de que a corrente é um conjunto de várias partículas carregadas em movimento; deste modo, a força resultante exercida pelo campo no condutor é a soma vetorial das forças individuais exercidas em cada partícula que faz parte da corrente. A força exercida nas partículas é transmitida ao condutor quando as partículas colidem com os átomos que formam o condutor.
Considere um segmento de um condutor reto de comprimento e uma secção transversal , conduzindo uma corrente em um campo magnético uniforme , como ilustrado na Figura 1. A força magnética exercida em uma carga se movendo com uma velocidade de arrasto é . Para encontrarmos a força total exercida no condutor, multipliquemos a força exercida em cada carga pelo número de cargas do segmento. Como o volume do segmento é , o número de cargas no segmento é , onde é o número de cargas por unidade de volume. Desta forma, a força magnética total no condutor é:
Podemos escrever esta expressão de uma forma mais conveniente se notarmos que a corrente no condutor é . Então:
 
Onde é um vetor que aponta na direção da corrente e possui magnitude igual ao do comprimento do segmento. Esta expressão se aplica apenas para segmentos retos de um condutor em um campo magnético uniforme.
Figura 1. Segmento de um condutor reto conduzindo uma corrente elétrica em um campo magnético.
Uma forma de visualizar facilmente a força exercida em um condutor é o experimento da balança de corrente. Esta experiência consiste em um condutor conduzindo uma corrente imerso um campo uniforme, exercido por um imã permanente. O condutor está conectado a uma balança, e conforme a corrente elétrica varia, a indicação de massa na balança varia também, dependendo do sentido da força.
Figura 2. Experimento da balança de corrente
PARTE EXPERIMENTAL
Neste experimento foi utilizado um condutor de comprimento . Foram coletados valores de massa apontados pela balança para diversos valores de corrente no condutor. Estes valores podem ser encontrados na Tabela 1.
A Figura 3 exibe a curva para os valores obtidos. Verifica-se que a relação entre a força magnética e a corrente é linear, confirmando o modelo teórico. A inclinação da reta obtida é . A inclinação média da reta é , o que resulta em um valor médio para o campo magnético .
	
	
	
	
	
	0
	37,96
	372,3
	0,0
	
	0,5
	38,25
	375,1
	2,8
	
	1
	38,55
	378,0
	5,8
	
	1,5
	38,90
	381,5
	9,2
	
	2
	39,16
	384,0
	11,8
	
	2,5
	39,50
	387,4
	15,1
	
	3
	39,84
	390,7
	18,4
	
	3,5
	40,10
	393,2
	21,0
	
	4
	40,43
	396,5
	24,2
	
	4,5
	40,84
	400,5
	28,2
	
	5
	41,05
	402,6
	30,3
	
Tabela 1. Valores da força magnética para diversos valores de corrente elétrica
Figura 3. Relação entre a força magnética e corrente magnética
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HALLYDAY, D.; RESNICK, R; WALKER, J. Fundamentals of Physics. 8ed. Wiley & Sons, 2010.
Relatório solicitado para obtenção da Nota Parcial da disciplina de Laboratório de Eletromagnetismo - ministrada pelo Prof. Dr. Waltair Ferreira Machado.