Experiência 8 -Força Eletromagnética que atua sobre um condutor retilíneo, imerso em um campo magnético - Cópia

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 CURSO DE ENGENHARIA 
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
Turma 3010
 Experiência 08
06/05/2015
	
 Professora: LOURDES
 Alunos: Jeferson Tavares da Silva
 201307219977 
 Phillipe Fernandes
 201403194793
 
 
Introdução
Esse relatório tem como fundamento identificar o vetor de indução magnética e o sentido da corrente elétrica que circula em um condutor.Com auxílio de equipamentos que nos possibilitam fazer as medidas necessárias e o recolhimento de dados para um prévio e mais detalhado estudo do experimento, de onde tiraremos as nossas conclusões e exportaremos os resultados observados. Vamos verificar e concluir que uma carga elétrica em movimento gera um campo magnético em torno dela.
Desenvolvimento Teórico
Eletromagnetismo:
É a parte da eletricidade que estuda certos fenômenos nos quais intervêm corrente elétrica e campo magnético, podemos chamar esses fenômenos de fenômenos eletromagnéticos. Uma corrente elétrica passando por um condutor, produz um campo magnético ao redor do condutor.
Exemplos de campos magnéticos criados por correntes elétricas:
─ Campo criado por condutor retilíneo (utilizado na experiência).
─ Campo criado por condutor circular.
─ Campo criado por um solenoide.
Motores elétricos em diversas aplicações:
Os motores elétricos são de grande ajuda no nosso dia-a-dia. Podemos vê-los em dispositivos indispensáveis a uma vida moderna, como em geladeiras, auxiliando o compressor ou em liquidificadores, nos quais são inseridas “hélices” no seu eixo que trituram ou movimentam os alimentos e bebidas. Eles se dividem quanto o tipo de corrente que passa por eles, vejamos alguns exemplos:
Motores de corrente contínua
São motores de custo elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação.
Motores Universais
Se substituirmos os ímãs permanentes dos estatores dos motores corrente continua por eletroímãs e ligarmos (em série) esses eletroímãs no mesmo circuito do rotor e comutador, teremos um motor universal, que podem ser acionados tanto por corrente continua quanto alternada, encontrados em batedeiras elétricas, aspiradores de pó.
Motores de Passo
Muitos dispositivos computadorizados (drives, CD-ROM etc.) usam motores especiais que controlam os ângulos de giro de seus rotores. Em vez de girar continuamente, estes rotores giram em etapas discretas; os motores que fazem isso são denominados 'motores de passo'. O rotor de um motor de passo é simplesmente um ímã permanente que é atraído, sequencialmente, pelos polos de diversos eletroímãs estacionários.
Motores de corrente alternada
São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada. Seu princípio de funcionamento se baseia no Campo Girante, que surge quando um sistema de correntes alternadas trifásico é aplicado em polos defasados fisicamente de 120º. Dessa forma, como as correntes são defasadas 120º elétricos, em cada instante, um par de polos possui o campo de maior intensidade, causando a associação vetorial desse efeito o Campo Girante.
Os principais tipos são: Motor síncrono: 
Funciona com velocidade estável. Utiliza-se de um induzido que possui um campo constante pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. É geralmente utilizado quando se necessita de velocidades estáveis. Também pode ser utilizado quando se requer grande potência, com torque constante. 
Motor de indução: 
Funciona normalmente com velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas encontradas na prática. É possível controlarmos a velocidade dos motores de indução com o auxílio de conversores de frequência. 
Materiais Utilizados
Um conjunto de hastes articulares com separador;
Uma chave liga-desliga;
Quatro conexões com pinos banana;
Uma fonte de alimentação DCC de tensão variável;
Dois imãs em barra com polaridades inversas;
Um balanço condutor.
Resultados
Perguntas
1 – Com a chave liga-desliga na posição desligada, posicione o par de imãs em barra com a polaridade norte para cima. Regule a tensão no gerador para 3,0 V e mude a posição da chave liga-desliga na posição direta (para baixo) e observe. Descreva o fenômeno e relacione o movimento do balanço condutor com o sentido da corrente elétrica e do campo magnético presente.
Resposta: O balanço condutor se movimentou para trás, pois o campo magnético vai do polo norte para o sul, e no experimento, foi de cima para baixo. A corrente circula do polo negativo para o positivo e no experimento como a chave estava na posição direta, ela vai da direita para a esquerda. Uma carga elétrica em movimento e submetida a um campo magnético sofre a atuação de uma força de natureza eletromagnética.
2- Faça um desenho esquemático, apresentando o sentido da corrente e do vetor campo magnético.
 
 
 
 ─ Sentido da corrente elétrica.
 ─ Direção do fluxo do campo magnético
3- Agora com a chave liga-desliga na posição inversa (para cima). Compare as duas situações, justificando a diferença entre elas, apresentando a lei física adequada.
Resposta: Comparamos as duas situações e concluímos que o balanço condutor se movimenta no sentido contrário (para frente), pois a chave estava na posição inversa, ou seja, a corrente circula da esquerda para a direita, influenciando o campo magnético de forma contrária à da figura anterior.
4-Descreva o fenômeno e relacione o movimento do balanço condutor com o sentido da corrente elétrica e do campo magnético presente.
Resposta: O balanço condutor se movimentou para frente, pois o campo magnético foi invertido, neste caso, de baixo para cima. A corrente circula do polo negativo para o positivo e neste caso como a chave está na posição direita ela vai da direita para a esquerda. 
5- Faça um desenho esquemático, apresentando o sentido da corrente e do vetor campo magnético para este caso.
 
 
 
 ─ Sentido da corrente elétrica.
 ─ Direção do fluxo do campo magnético
6-O sentido da força eletromagnética atuante no condutor imerso em B depende do sentido da corrente que por ele circula? Justifique a sua resposta.
Resposta: Sim, pois depende do sentido da corrente que circula no condutor.
7- Como você poderia associar os fenômenos observados nesta experiência com o funcionamento de um motor elétrico?
Resposta: O modo como funciona uma força eletromagnética que atua sobre um condutor imerso em um campo magnético está relacionada ao funcionamento de um motor elétrico, pois ambos trabalham com eletroímãs que geram um campo magnético, a diferença nesse caso é que na experiência o campo magnético criado pelo eletroímã não teve aproveitamento, enquanto no motor elétrico essa força magnética geram movimentos de rotação satisfazendo o objetivo do motor.
Discussão dos Resultados
O conceito desta experiência basicamente se dá áelétrons livres com carga q, movendo-se com velocidade no interior do condutor, pela sua seção transversal. Esse fio condutor reto está imerso num campo magnético uniforme. Sobre cada carga elétrica q que constituem a corrente elétrica i surge uma força magnética.
Conclusão
A ação da força magnética que atua em um condutor retilíneo, imerso num campo magnético está relacionada com o princípio de funcionamento dos motores elétricos. O campo magnético é capaz de exercer forças não apenas sobre imas, mas também sobre condutores percorridos por correntes elétricas. A força que um campo magnético exerce sobre um condutor percorrido por corrente pode ser utilizada para realizar trabalho, verifica-se isto nos motores elétricos. A força magnética ocorre devido ao movimento de cargas elétricas.
Esta experiência foi muito bem aplicada para um melhor entendimento de como funciona uma força eletromagnética que através de um condutor retilíneo gera um campo magnético, sendo assim uma boa experiência para podermos conhecermos.