relatório de laboratório física eletromagnetismo UFRGS

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Análise de um Campo Magnético em uma Bobina variando a corrente elétrica
Ana Luísa Zottis, Bernardo Cobalchini Lassen Jr e Eduardo Rezende Padilha
Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil
Neste experimento de laboratório tivemos como objetivo validar a previsão teórica que trata das relações entre o campo magnético de uma bobina onde passa uma corrente e o campo magnético de uma bússola, a partir de dados experimentais.
Instituto de Física – UFRGS 
Novembro de 2017
	
INTRODUÇÃO
	Em física, definimos o campo magnético de forma bem análoga ao campo elétrico e gravitacional. Nesses dois casos definimos um campo gravitacional ou um campo elétrico como sendo a modificação no espaço em função da presença de massa ou de cargas elétricas. Analogamente, definimos o campo gravitacional como sendo a região do espaço onde um ímã manifesta sua ação. Usamos como unidade de campo magnético o símbolo T, denominado tesla. 
Uma bússola se baseia na combinação do magnetismo da sua agulha com o magnetismo da Terra. Como a agulha da bússola é magnética (um pequeno imã), com polo Norte e Sul, ela sofre a ação do campo magnético terrestre, qualquer que seja o local da superfície da Terra em que você se encontre.
Quando ama bússola está sob a influência de outro campo magnético além do campo terrestre, a bússola vai se alinhar na direção do campo resultante do somatório dos dois campos existentes: o campo terrestre e o campo adicional, que é dado através da fórmula:
 (1)
Além disso, temos também que o Campo magnético adicional é dado por:
 (2)
 
APARATO EXPERIMENTAL
	Foi construída uma bobina com raio de __ cm, enrolando um fio com 23 voltas num pedaço de cano de PVC e prendendo-a com fita. Um circuito simples foi construído, envolvendo uma fonte, um voltímetro, a bobina e uma resistência (lâmpada). A bússola foi colocada a __ cm da bobina, sendo o conjunto bússola-bobina posicionado o mais distante possível da fonte (para evitar interferências). Afim de centralizar o centro da bússola com o eixo da espira, foi utilizado um suporte de madeira.
Foi utilizada uma resistência evitar a sobrecarga dos fios e da fonte do circuito, de modo que pudéssemos controlar com que a corrente não ultrapassasse 400mA, feito através da incandescência da luz emitida pela lâmpada. 
Figura 1 – Exemplo de figura mostrando o circuito utilizado no experimento.
O circuito foi montado através de uma fonte, onde foi controlada e modificada a corrente, de forma que a bússola variasse a sua angulação de 5 em 5 graus (precisão da bússola). A corrente foi monitorada através de um multímetro, ligado em série com o circuito.
RESULTADOS
Através do procedimento, que foi realizado três vezes, obtivemos 10 valores de corrente relacionados com cada angulação, dados pela tabela a seguir.
	Angulo (graus)
	Corrente (mA)
	
 
 
	Ângulo (graus)
	Corrente (mA)
	5
	9,4
	
	5
	23,56
	10
	48,9
	
	10
	42,7
	15
	67,7
	
	15
	67,4
	20
	92,9
	
	20
	90,5
	25
	111,3
	
	25
	113,4
	30
	142,9
	
	30
	140,3
	35
	169,1
	
	35
	166,5
	40
	204,6
	
	40
	205,7
	45
	252,8
	
	45
	252,5
	50
	294,4
	
	50
	305,3
	55
	372,5
	
	55
	383,5
Tabela 1 e 2 – Valores do ângulo apresentado pela bússola (em graus) e valores da corrente (em mA).
Gráfico 1 – Equação referente aos dados da tabela 1, que relaciona a corrente (mA) e o ângulo (em graus).
Gráfico 2 – Equação referente aos dados da tabela 2, que relaciona a corrente (mA) e o ângulo (em graus).
Através do site https://www.ngdc.noaa.gov/ e das coordenadas do laboratório de física, encontramos o valor de 17.205,1 nT para o campo magnético local. Dessa forma, relacionamos os valores obtidos através da equação (1): 
Tabela 3 - Relação do ângulo com campo magnético dado pela equação (1)
Analisando o cálculo do desvio padrão, dado através da fórmula
Obtemos como desvio padrão 7,43438E-06 para o primeiro procedimento e 7,43438E-06 para o segundo, que foi calculado através de uma planilha do excel.
DISCUSSÃO
	Segundo a teoria eletromagnética e a equação que relaciona o campo magnético com a corrente elétrica, estas duas grandezas são diretamente proporcionais. Ao analisarmos os resultados do experimento, podemos perceber que este está coerente, uma vez que, quando a corrente foi aumentada, a intensidade do campo magnético também aumentou.
Apesar do bom resultado obtido no experimento, algumas situações ocasionaram um maior erro no resultado final, tais como: dificuldade em obter uma boa precisão entre o centro da bússola e o eixo da espira(muito pelo fato de termos utilizado uma régua pouco calibrada para fazer isso), alguns objetos interferindo no campo magnético da bússola e a instabilidade da corrente lida no multímetro.
Para a próxima experiência, tomaremos algumas medidas para melhorar o desempenho do experimento. Um maior número de medidas e a realização do experimento longe de qualquer aparelho eletrônico e objetos metálicos nos ajudará a ter melhores resultados.
CONTRIBUIÇÃO DE CADA AUTOR 
	Todos integrantes montaram o experimento, escreveram a introdução, elaboraram e descreveram os gráficos em conjunto.
REFERÊNCIAS
[1] Raquel Giulian e Leonardo Albuquerque Heidemann, Física Geral Eletromagnetismo – Manual de Laboratório (Porto Alegre, 2016). 
[2] David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker, Fundamentos de Física, vol. 3 (LTC, São Paulo, 2009).
[3] https://www.ngdc.noaa.gov/