RELATÓRIO III LAB III FLAVIANA FREITAS FERREIRA

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FLAVIANA FREITAS FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO III: 
FORÇA MAGNÉTICA 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado como parte da 
avaliação da disciplina de Laboratório de 
Física III, do curso de Engenharia Civil, 
UNEMAT, campus de Sinop, ministrado pelo 
docente Muriel André de Moura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sinop, MT 
Maio, 2018. 
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Sumário 
1 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 3 
1.1 – Força magnética sobre cargas elétricas. ............................................................. 4 
1.2 – Regra da mão esquerda. .......................................................................................... 4 
1.3 – Força magnética em um condutor retilíneo. ....................................................... 5 
1.4 – Motor elétrico. ............................................................................................................. 5 
2 – OBJETIVOS ......................................................................................................................... 6 
3 – MATERIAL ........................................................................................................................... 6 
4 – METODOLOGIA .................................................................................................................. 6 
5 – RESULTADO E DISCUSSÃO ........................................................................................... 8 
6 – CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 8 
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 9 
 
 
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1 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 A força magnética é uma consequência da força eletromagnética, uma 
das quatro forças fundamentais da natureza. Ela ocorre sempre que objetos 
interagem, nos quais há carga em movimento. Dois objetos, contendo carga, se 
movimentando no mesmo sentido possuem uma força magnética de atração 
entre eles. Similarmente, objetos com cargas se movimentando em direções 
opostas possuem uma força repulsiva entre eles. 
 A direção da força depende das direções relativas de movimento da carga 
em cada caso. 
 A força magnética é descrita pela Força de Lorentz. 
 A seguir temos a representação de um campo magnético entrando no 
plano. Temos uma partícula de carga positiva se movimentando 
perpendicularmente a este campo magnético, de modo que a força sobre a carga 
tem direção perpendicular ao campo magnético e a velocidade da partícula. 
 
Imagem 1 – Força de Lorentz. Representação de uma carga positiva se movimentando em um plano. O 
campo magnético está orientado "entrando" neste plano. A força magnética é perpendicular a v e 
a B. Fonte: INFOESCOLA, disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/forca-de-lorentz/, Acesso: 18/05/2018. 
 Para calcular a intensidade da força magnética utiliza-se a seguinte 
fórmula: 
 
𝐹௠ = |𝑞|. �⃗�. 𝐵ሬ⃗ . sin 𝜃 
 Onde, 
𝐹௠: Força magnética 
|q|: Módulo da carga elétrica 
�⃗�: Velocidade da carga elétrica 
𝐵ሬ⃗ : Campo magnético 
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sin 𝜃: Ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético 
 Se, 
𝜃 = 0° ou 180°: 𝐹௠=0 e �⃗�=0 
𝜃 = 90°: 𝐹௠ é máxima. 
1.1 – Força magnética sobre cargas elétricas. 
 As cargas elétricas em movimento atuam dentro de um campo magnético. 
Assim, quando uma carga elétrica está em movimento dentre de um campo 
magnético, ele terá uma força magnética atuando sobre ela. 
 A força magnética é proporcional ao valor da carga (q), ao módulo do 
campo magnético (B) e ao módulo da velocidade (v) com que a carga se move. 
 
Imagem 2 – Representação das forças magnéticas sobre cargas elétricas. Fonte: TODA MATÉRIA, disponível em: 
https://www.todamateria.com.br/forca-magnetica/, Acesso: 18/05/2018. 
 A força magnética é uma grandeza vetorial, portanto, ela possui uma 
direção, um sentido e um módulo. Lembre-se que a força magnética é 
perpendicular ao campo magnético (B) e a velocidade (v) da carga magnética 
(q). 
1.2 – Regra da mão esquerda. 
 A regra da mão esquerda, chamada de “regra da mão esquerda de 
Fleming”, também é usada para encontrar o sentido da força magnética. 
 O dedo polegar representa o sentido da força magnética (F). Já o dedo 
indicador representa o campo magnético (B), ou seja, o sentido da corrente 
elétrica. O dedo médio indica o sentido da velocidade (v). 
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1.3 – Força magnética em um condutor retilíneo. 
 Considere um condutor retilíneo de comprimento ℓ percorrido por uma 
corrente elétrica (elétrons livres com carga q, movendo-se com velocidade V no 
interior do condutor, pela sua seção transversal). 
 A direção e sentido de 𝐹௠ são fornecidos pela regra da mão esquerda, 
exemplificada anteriormente. 
 
Imagem 3 – Aplicando a regra da mão esquerda em um condutor retilíneo imerso em um campo magnético. Fonte: 
FÍSICA&VESTIBULAR, disponível em http://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/forca-
magnetica-sobre-um-condutor-retilineo-imerso-num-campo-magnetico-uniforme/, Acesso: 18/05/2018. 
1.4 – Motor elétrico. 
 É uma máquina destinada a converter energia elétrica em energia 
mecânica. 
 O funcionamento dos motores elétricos está baseado nos princípios do 
eletromagnetismo, mediante a qual a corrente que passa nas espiras de uma 
bobina gera um campo magnético. Existem vários tipos de motores elétricos, dos 
quais os principais são os de corrente contínua e de corrente alternada. 
 
Imagem 4 – Esquema de um motor de corrente contínua. Fonte: PASSEI DIRETO. Disponível em: 
https://www.passeidireto.com/arquivo/2429376/motor--eletrico-atual-1. Acesso: 18/05/2018 
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2 – OBJETIVOS 
 Identificar o vetor corrente magnética e o sentido da corrente elétrica que 
percorre o condutor 
 Aplicar a regra da mão esquerda para determinar o efeito de um campo 
magnético externo sobre um condutor no qual circula uma corrente e identificar 
o sentido da força magnética. 
 Reconhecer o funcionamento de um motor CC. 
3 – MATERIAL 
 Base de acrílico; 
 Hastes com apoios; 
 Balanço de latão; 
 Bobina para motor elétrico de corrente contínua; 
 Imã “U” com suporte metálico 
 Cabos banana/banana; 
 Circuito fonte; 
 Pilhas grandes. 
4 – METODOLOGIA 
 Para montagem do primeiro equipamento (balanço), foi posicionado duas 
hastes paralelas uma a outra sobre a base de acrílico. Entre as bases foi 
colocado um imã “U” com o polo norte magnético voltado para cima. Sobre as 
hastes foi colocado um balanço de latão de maneira que o balanço ficasse 
posicionado no centro do imã em forma de “U”. As hastes foram ligadas a um 
circuito fonte através dos cabos banana/ banana que ao ser acionado transmitiu 
corrente elétrica ao sistema conforme demonstrado na imagem 5. 
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Imagem 5 – Equipamento “balanço” montado. Fonte: Acervo pessoal. 
 Após ligado o circuito, foi observado o ocorrido feito as considerações do 
sistema e anotados os resultados obtidos. 
 Foi invertido o sentido da corrente elétrica e observado o ocorrido feito as 
considerações do sistema e anotados os resultados obtidos. 
 Foi invertido os polos do imã e observado o ocorrido feito as 
considerações do sistema e anotados os resultados obtidos. 
 Para montagem do segundo equipamento (motor elétrico de corrente 
contínua) foi substituído o balanço de latão pela bobina de motor elétrico de 
maneira que ficasse posicionado no centro do imã em forma de “U” conforme o 
esquema da imagem 6. 
 
Imagem 6 – Bobina imersa no campo magnético. Fonte: EFÍSICA. Disponível em: 
https://www.google.com.br/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fcepa.if.usp.br%2Fe-
fisica%2Fimagens%2Feletricidade%2Fbasico%2Fcap16%2Ffig322.gif&imgrefurl=http%3A%2F%2Fefisica.if.usp.br%2Feletricidade%2Fbasico%2Finducao%2Fdinamos%2F&docid=L3GtT0TJB6zAWM&tbnid=1tXGiwfmv8epfM%3A&vet=1
0ahUKEwjN496f6JXbAhXKHJAKHeYNCcQQMwhKKBEwEQ..i&w=500&h=399&bih=637&biw=1366&q=motor%20eletri
co%20de%20corrente%20cont%C3%ADnua%20f%C3%ADsica&ved=0ahUKEwjN496f6JXbAhXKHJAKHeYNCcQQMwhK
KBEwEQ&iact=mrc&uact=8. Acesso: 18/05/2018 
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 Para este experimento foi necessário dar ao sistema um impulso inicial, 
para que ele saísse da inércia. 
 Após ligado o circuito, foi observado o ocorrido feito as considerações do 
sistema e anotados os resultados obtidos. 
Foi invertido o sentido da corrente elétrica e observado o ocorrido feito as 
considerações do sistema e anotados os resultados obtidos. 
5 – RESULTADO E DISCUSSÃO 
 No experimento do balanço, após ligado o circuito, foi observado que o 
balanço moveu-se sentido interior do sistema, 
 Como é sabido que o sentido da corrente elétrica é do positivo para o 
negativo, neste caso da esquerda para a direita e o sentido do campo magnético 
é do Norte para o Sul magnético, que neste caso foi de cima para baixo, 
utilizando a regra da mão esquerda pode ser identificado o sentido da Força 
magnética de Leste para Oeste magnéticos, adentrando o sistema e 
comprovando o sentido da forma magnética observado através do experimento. 
 Após inverter o sentido da corrente elétrica o sentido da Força magnética 
se alterou, saindo do sistema (indo de Oeste para Leste magnético). O sentido 
do campo magnético não se alterou. 
 Após inverter os polos magnéticos, Norte para o Sul magnéticos indo para 
cima e mantendo o sentido inicial da corrente elétrica, foi observado que o 
sentido da Força magnética manteve-se de Leste para Oeste magnéticos, porém 
este sentido faz com que o balanço se movimente para fora do sistema. 
 No experimento do motor elétrico de corrente contínua, após ligado o 
circuito e dado impulso inicial, foi observado que o rotor moveu-se sentido 
horário, sendo este o sentido da força magnética. O sentido da corrente elétrica 
é de positivo para negativo, indo da esquerda para a direita e o sentido do campo 
magnético segue de Norte para o Sul magnético, indo de cima para baixo. 
 Ao inverter o sentido da corrente elétrica, indo da direita para a esquerda, 
o rotor moveu-se sentido anti-horário, sendo este o novo sentido da força 
magnética. 
6 – CONCLUSÃO 
 O sentido da corrente elétrica é do positivo para o negativo e o do campo 
magnético é do Norte para o Sul magnético 
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 O sentido do vetor corrente elétrica altera o sentido que a Força magnética 
atua sobre o vetor campo magnético. Utilizando a regra da mão esquerda é 
possível observar o sentido da força magnética sobre alterações de sentido 
corrente elétrica e campo magnético. 
 O motor elétrico de corrente contínua utiliza a influência que vetor corrente 
elétrica atua no sentido em que a força magnética rotaciona quando imerso em 
um campo magnético. A inversão do sentido da corrente altera o sentido em que 
a bobina rotaciona. Isto possibilita a alteração do giro do motor quando faz-se 
necessário. 
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ACADEMY, Khan. O que é força magnética? Disponível em: 
https://pt.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-
fields/magnets-magnetic/a/what-is-magnetic-force. Acesso em: 18/05/2018. 
MATÉRIA, Toda. Força magnética. Disponível em: 
https://www.todamateria.com.br/forca-magnetica/. Acesso em: 18/05/2018. 
KÍTOR, Glauber Luciano. Força de Lorentz. Info Escola. Disponível em: 
https://www.infoescola.com/fisica/forca-de-lorentz/. Acesso em: 18/05/2018. 
VESTIBULAR, Física e. FORÇA MAGNÉTICA SOBRE UM CONDUTOR 
RETILÍNEO IMERSO NUM CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME. Disponível em: 
http://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/forca-
magnetica-sobre-um-condutor-retilineo-imerso-num-campo-magnetico-
uniforme/. Acesso em: 18/05/2018. 
FERREIRA, Renato Menezes. PRINCÍPIOS BÁSICOS DE MOTORES 
ELÉTRICOS. Passei Direto. Disponível em: 
https://www.passeidireto.com/arquivo/2429376/motor--eletrico-atual-1/. Acesso 
em: 18/05/2018.