Balança de Corrente

Prévia do material em texto

FACULDADE DE ENGENHARIA DE GUARATINGUETÁ
Relatório de Física Experimental II
Balança de Corrente
Cecília Rodrigues Moreira Chiarantano Pavão 171324081 
Felipe de Paula Barbosa 171322398 
Henrique Reis Silva 171323671 
Patrícia Vilares 171320913
Turma: 221
Professor Responsável: Konstantin Georgiev Kostov
21/06/2018
SUMÁRIO
EXPERIMENTO 06– Balança de Corrente
1. OBJETIVO
Verificação da interação entre corrente elétrica e campo magnético através de uma balança de corrente e calcular o campo magnético, adicionando uma massa à balança, através do gráfico I(mA) X S(mm) .
2. INTRODUÇÃO
O campo magnético de uma massa magnética é a região que a envolve. Na natureza uma massa magnética não pode ser isolada, pois sempre há um pólo norte associado a um pólo sul. Desse modo, o campo magnético do pólo norte de um ímã está sempre influenciado pelo pólo sul do mesmo ímã.
Fig. 1. Demonstração dos polos de um imã
Em eletricidade, quando uma carga q é colocada em um ponto P em uma região onde existe um campo elétrico , passa a atuar na carga uma força de origem elétrica  exercida pelo campo elétrico. Dessa forma, o campo elétrico é definido da seguinte forma:
 Em que:
A carga de prova é uma partícula carregada eletricamente e com dimensões desprezíveis, além de ser utilizada para detectar se em determinado local há um campo elétrico. No entanto, no magnetismo, não se tem um carga magnetizada e a determinação do campo magnético   não se dá da mesma forma.
Assim, a definição do campo magnético parte da interação entre o campo magnético e uma carga de prova em movimento. 
Fig. 2. Uma carga elétrica em movimento sofrendo uma força provocada pela presença de um campo magnético.
Quando uma carga de prova q em movimento com velocidade  em um ponto P sofre ação de uma força  perpendicular a , associa-se a esse ponto um vetor campo magnético , o qual forma um ângulo θ com o vetor velocidade . Dessa forma, o campo magnético , em módulo, é definido como sendo:
Em que:
A unidade no SI de campo magnético   recebe o nome de tesla (T). Quando as cargas elétricas se movimentam no interior de um fio condutor de eletricidade, diz-se que há corrente elétrica, e a representação dessa corrente é dada pela letra i.
Quando um determinado fio percorrido por uma corrente elétrica é colocado dentro de um campo magnético, verifica-se que ele sofre a ação de uma força, chamada de força magnética, representada pela letra F. 
Fig. 3. Fenômeno envolvendo um fio
Em um condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica de intensidade i, cada uma das cargas, que se movem com uma velocidade v, fica sujeita à ação de uma força magnética cuja intensidade é F e é dada pela equação:
F = │q│.v.B.senӨ
Sendo Ө o ângulo formado entre a velocidade da carga e o campo magnético. Para um condutor retilíneo de comprimento L, percorrido por uma corrente i, temos: 
	L = v.Δt
L = v.q/i
	
i = q/Δt
q.v = L.i
Onde:
 L – comprimento do fio; 
v – velocidade da carga;
q – carga elétrica;
Δt – variação do tempo;
B – campo magnético;
i – corrente elétrica. 
Substituindo q.v = L.i na equação F = │q│.v.B.senӨ, temos:
F = B.i.L.senӨ
O princípio da balança de corrente é similar ao de uma balança mecânica comum: o condutor (no qual circula a corrente elétrica) é suportado por contatos finos e flexíveis, que permitem mobilidade à balança. No caso da balança de corrente estar "mergulhada" em um campo magnético enquanto circula uma corrente no condutor, poderão aparecer forças que "desequilibram" a espira. O torque mecânico gerado pela resultante destas forças pode ser compensado por um torque oposto resultante de massas aferidas colocadas no próprio condutor; desta forma é quantificada a força de interação entre o campo magnético B e a corrente I. 
Fig. 4. Balança de corrente
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. MATERIAIS
• Balança de corrente
• Cabos conectores
• Micromperímetro
• Massa
3.2. MÉTODOS	
	Primeiramente montou-se o circuito mostrado na figura 5, a princípio sem corrente no circuito ajustou-se o contrapeso para que ficasse na posição de equilíbrio como mostrado na figura 6.
Fig. 5. Circuito
Fig. 6
Seguidamente colocou-se uma massa na posição s e uma corrente elétrica foi aplicada ao circuito para restaurar o equilíbrio. O procedimento foi repetido com a massa em 13 posições diferentes do cavaleiro.
Continuamente construiu-se uma tabela dos valores das distâncias e suas respectivas correntes de equilíbrio. Fez-se então com os dados obtidos um gráfico relacionando a corrente com a posição da massa e assim foi possível determinar o campo magnético do ímã ferradura e a posição de equilíbrio s.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5. CONCLUSÃO
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
- Notas de aula.
- HALLIDAY, RESNICK, WALKER. “Fundamentos de Física”. Vol. 3. 8 eds. Editora LTC, 2009.
- Balança de Correntes: <http://www.feiradeciencias.com.br/sala13/13_33.asp>