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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CAMPUS PALMAS LABORATÓRIO DE ELETROMAGNETISMO II Matheus Moreira de Carvalho ELETROMAGNETISMO II AULA PRÁTICA Nº 02 Campo magnético, imantação por indução e contato Palmas – TO 2018. Matheus Moreira de Carvalho ELETROMAGNETISMO II AULA PRÁTICA Nº 02 Campo magnético, imantação por indução e contato Palmas – TO 2018. Relatório elaborado e apresentado como requisito parcial de nota para aprovação na disciplina de Eletromagnetismo II do curso de Engenharia Elétrica - 5° período, pela Universidade Federal do Tocantins. Orientador Professor Dr: Sérgio Gobira SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 1 1.1 OBJETIVO ........................................................................................................................... 2 2.MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................. 2 2.1 METODOLOGIA DO 1° EXPERIMENTO ........................................................................ 3 2.2 METODOLOGIA DO 2° EXPERIMENTO ........................................................................ 5 3.RESULTADOS E DISCURSSÕES ...................................................................................... 7 CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 8 REFERÊNCIA .......................................................................................................................... 9 1 1.INTRODUÇÃO Inicialmente os estudos do campo elétrico e campo magnético foram feitos separadamente, mas com passar do avanço do tempo a física também progredia, de modo que o campo magnético possui conceitos, análogos, ao campo elétrico, um deles é a existência da linhas de campo, assim como o campo elétrico, o campo magnético também possui linhas de campo, ou chamadas linhas de indução magnética, ou seja o campo que envolve uma massa magnética possui linhas que descrevem o comportamento do campo magnético principalmente sobre sua interação com os objetos à sua volta, e quem é responsável pelo movimento do objetos ao redor do material magnético é a força magnética. Quando a dois objetos feitos com material magnético, as linhas de campo entre esses materiais irão se interagir, pois as linhas é uma consequência da existência do campo magnético surgido devido ao material, logo quando aproximamos algum material magnético, de massa suficiente para interagir com o campo, surgirá uma força magnética que atrairá o repelirá as duas massas envolvidas, e as linhas magnéticas vão sofrer uma deformação resultante a interação da aproximação dos objetos, e essas mesmas deformações aponta em sentido e direção, onde a força magnética também apontará, para o mesmo sentido. As linhas de campo nunca se cruzam, como ainda não foi descoberto monopolo magnético, na maioria dos casos se existem linha de campo magnético curvilínea, para que existam logo para se obter um campo magnético uniforme externo é necessário um imã que tenha os polos planos e paralelos. Alguns tipos de materiais podem ser magnetizados, para o experimento apresentado, o caso mais evidente é o ferro que é um material ferromagnético, a nível atômico o que ocorre na magnetização, é o alinhamento das moléculas do material magnetizado com o campo magnético aplicado, criando assim um imã por tempo indeterminado, para desmagnetizar o ferro é necessário a aplicação de uma campo elétrico na direção oposto do alinhamento ou aumentar a temperatura do material até que os elétrons se soltem e fiquem desorganizados. Existem 3 maneiras de magnetizar materiais, no caso deste relatório será somente abordado, duas maneiras, que são por indução e contato, pelo método da indução não ocorrerá nenhuma tipo de contato entre o ímã e outro objeto, já no método de contato ocorre o inverso, havendo tato entre as superfícies do ímã e do objeto a ser imantado. 2 1.1 OBJETIVO Observar o comportamento das linhas de campo magnético, por meio dos dois métodos de indução e contato, e perceber a diferença da intensidade do campo magnético, quando se altera o material a ser magnetizado. 2.MATERIAIS E MÉTODOS Foram utilizados no experimento os seguintes materiais: Limalha de Ferro; 2 Imãs permanentes formato anelares; Folhas de Papel; 4 Imãs permanentes em formato retangular; Fita crepe; Placa transparente de acrílico; Bússola; 3 metais em formato cilíndrico (Ferro,Cobre, Alumínio). Figura 01: Imagem com todos componentes usado Fonte: Própria autoria 3 2.1 METODOLOGIA DO 1° EXPERIMENTO Para o 1° experimento foi utilizado os seguintes materiais: a placa de acrílico, limalha de ferro, fita crepe e os 4 imãs permanentes em formato retangular, primeiramente tomamos os quatro imãs pequenos para identificar os polos norte e sul, sendo que na verdade utilizamos dois imãs, pois os quatro estavam unidos dois a dois, identificamos com o auxílio da bússola a polaridade dos imãs e estes foram colocados numa configuração em que a força entre eles era de repulsão, para que os imãs se mantivessem fixos, os fixamos com fita crepe na bancada, logo depois colocamos sobre os imãs a placa de acrílico, e por cima desta uma folha de papel sobre a qual havia-se desenhado previamente os imãs que estavam abaixo da placa com as suas respectivas polaridades e ainda sobre o papel foi colocado de forma dispersa a limalha de ferro, logo depois desta também testamos para os imãs se atraindo. Abaixo estão as imagens descrevendo o fenômeno das linhas de campo, primeira imagem para os imãs se repelindo e a segunda imagem é para os imãs se atraindo. Figura 02: Imagem das linhas de campo magnético com as polaridades dos ímãs apontadas com polos iguais, sendo essas linhas reproduzidas por indução. Fonte: Própria autoria 4 Figura 03: Imagem das linhas de campo magnético com as polaridades dos ímãs apontadas com polos diferentes, sendo essas linhas reproduzidas por indução. Fonte: Própria autoria Figura 04: Imagem das linhas de campo dos ímãs permanentes quando entram em contato com suas polaridades opostas. Fonte: Própria autoria 5 2.2 METODOLOGIA DO 2° EXPERIMENTO Já no experimento 2 foram utilizados, 2 imãs permanente formato anelar, 3 barras cilíndricas de materiais ferro , cobre e alumínio, folha de papel, limalha de ferro, primeiro colocamos sobre a folha de papel a limalha de ferro, de forma que ficasse com uma quantidade bem concentrada ao centro da folha, com isso foi pego a primeira barra com material de alumínio, de modo que coloca foi colocado ímã próximo a extremidade superior da barra, e logo depois, colocando a outra extremidade da barra cilindra em contato com a limalha para perceber o efeito, ou seja desse modo estava sendo analisado o efeito da limalha pelo processo de indução eletromagnética, após isso foi feito o procedimento com processo de contato, neste modo o ímã anelar entra em contato com a extremidade superior da barra cilíndrica, de maneira semelhante ao processo anterior, a extremidade inferior se aproxima a limalha até entrar em contato, e observar o fenômeno presente, os 2 processos foram repetidos paras os materiais de cobre de alumínio. Figura 05: Barra cilíndrica de alumínio com uma distância pequena do imã sem haver contanto, e a barra de alumínio em contato com a limalha de ferro Fonte: Própria autoria 6 Figura 06: Imã em contato com a barra cilíndrica de alumínio, e a barra em contato com limalha. Fonte: Própria autoria Figura 07: Imã em contato com a barra cilíndrica de cobre, e a barra de cobre em contato com limalha. Fonte: Própria autoria Figura 08: Imãs sem contato com a barra cilíndrica de cobre, e a barra de cobre em contato com limalha. Fonte: Própria autoria 7 3.RESULTADOS E DISCURSSÕES Ao analisar o comportamento dos 3 materiais foi possível perceber que no caso do ferro a magnetização é bem mais intensa, pois mesmo o alumínio e o cobre que são materiais paramagnéticos, ou seja seus elétrons são desemparelhados, mas na presença de um campo magnéticos esses mesmo se orientam, no caso do alumínio e cobre para que houvesse uma interação macroscópica o campo magnético do imã necessitaria de ser bem mais intenso, do que foi apresentado em laboratório, já no caso do ferro o material possui maior facilidade, logo para o material de ferro com o imã utilizado, já é intenso suficientes para magnetizar o material e fazer se tornar um imã ao ponto de prender a limalha de ferro. É possível separar os dois polos magnéticos de um ímã cortando-o ao meio? Quando partimos um imã ao meio, novos polos magnéticos são criados nas extremidades de cada pedaço gerado a partir do corte. Levando a observar que não é possível Figura 09: Magnetização da barra cilíndrica de ferro, por indução magnética Fonte: Própria autoria Figura 10: Magnetização da barra cilíndrica de ferro por contanto entre o imã e barra Fonte: Própria autoria 8 separar os polos magnéticos de um ímã. Um exemplo seria se pegasse um imã comprido e cortar cada metade ao meio e repetir esse processo mais uma vez, mesmo lidando com pedaços muito pequenos, verificamos que a cada novo fracionamento obtemos imãs completos com polos opostos em suas extremidades. A razão teórica para a inseparabilidade dos polos de um ímã existe devido ao fato de que o campo magnético associado a uma única partícula elementar, como um elétron, por exemplo, já apresenta dois polos magnéticos e a capacidade de se orientar na presença de um campo magnético externo. Sendo assim, até mesmo elétrons, prótons e nêutrons tomados individualmente, irão se comportar como pequenas bússolas CONCLUSÃO Portanto ao longo desse experimento foi possível compreender o comportamento das linhas de campo e que essas mesmas linhas de campo distorcida, apontam a direção que a força magnética pode ter, e que o processo de magnetização , depende do material do objeto a ser magnetizado e depende da intensidade do campo magnético a ser aplicado no material, pois para o caso do material de ferro, campo magnético do imã foi suficiente para que ocorre o processo de magnetização seja por indução ou por contato a limalha de ferro receber algum fenômeno. Neste contexto de observar o procedimento prático é perceber sua total coerência com a teoria, finaliza a experiência como processo de aprendizado correto e eficaz 9 REFERÊNCIA Unesp - Bauru. Atrai ou não 2. Disponível em: <http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ele18.htm>. Acesso em: 02 Dezembro de 2018
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