EXPERIÊNCIA 10 -

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
Turma n° 3010
Data: 20/05/2015
Nome da experiência: 10
Experimento de Oersted e o Eletromagnetismo
Professora: Maria de Lourdes
Alunos: Jessé Gonçalves
Jarbas Nunes
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
EXPERIÊNCIA 10
Experimento de Oersted e o Eletromagnetismo
INTRODUÇÃO
O presente relatório tem como princípio a montagem de um circuito envolvendo o experimento de Oersted, assim, provando que um fio retilíneo conduzindo corrente elétrica gera ao seu redor um campo de indução magnética. 
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
Ainda no ano de 1820, os cientistas do mundo todo acreditavam que os fenômenos elétricos e magnéticos eram totalmente independentes um do outro. No entanto, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) notou que isso não era verdade.
Ao realizar diversas experiências, Oersted observou que uma corrente elétrica, passando por um condutor, desviava uma agulha magnética colocada na sua vizinhança, de tal modo que a agulha assumia uma posição diferente ao plano definido pelo fio e pelo centro da agulha.
Utilizando-se inicialmente de um fio condutor retilíneo, por onde passava uma corrente elétrica, Oersted posicionou sobre esse fio uma agulha magnética, orientada livremente na direção norte-sul. Fazendo passar uma corrente no fio, observou que a agulha sofria um desvio em sua orientação, e que esse desvio era perpendicular a esse fio.
Ao interromper a passagem de corrente elétrica, a agulha voltou a se orientar na direção norte-sul.
Assim, ele concluiu que a corrente elétrica no fio se comportava como um imã colocado próximo à agulha magnética. Ou seja, a corrente elétrica estabeleceu um campo magnético no espaço em torno dela, e esse campo foi o agente responsável pelo desvio da agulha magnética.
Podemos concluir que as cargas elétricas em movimento criam, numa região do espaço próximo a ela, um campo magnético.
Assim, o aparecimento de um campo magnético juntamente com a passagem da corrente elétrica foi pela primeira vez observado.
Essa descoberta foi fundamental para a unificação da eletricidade com o magnetismo, que passaram a constituir um importante ramo da ciência denominado eletromagnetismo.
Eletromagnetismo
Quando se fala em magnetismo, logo vem à cabeça a imagem de um ímã, polos positivos e negativos e, é claro, das aulas de Física da escola e os resumos feitos sobre eletromagnetismo. Para quem ainda não chegou lá, vai aí a definição desse fenômeno. O magnetismo é o poder de atração do ferro magnético e a capacidade que ele possui de se orientar na direção norte e sul, um poder indutor – esse conceito é do dicionário.
Outra definição, essa mais científica e aprofundada: o magnetismo é entendido como um fenômeno básico no processo de andamento de geradores, motores elétricos, na reprodução de voz e de imagens, no armazenamento de memória de aparatos tecnológicos, como os computadores, entre outras aplicações. Para suprimir os conhecimentos desses dois parágrafos, tem-se que: o magnetismo acontece quando um elemento atrai pedaços de ferro.
Um objeto bem comum que possui as propriedades atrativas é o ímã. Ele tem dois polos, norte e sul, que são inseparáveis. Portanto, os fenômenos do magnetismo que acontecem nas correntes elétricas, é chamado de eletromagnetismo.
Esse estudo foi desenvolvido pelo físico escocês James Clerck Maxwell, que, por intermédio de suas teorias, conseguiu estabelecer a relação entre magnetismo e eletricidade.
As regras do eletromagnetismo são regidas pelas equações de Maxwell, pois o físico havia descoberto que os fenômenos elétricos e magnéticos da natureza poderiam ser representados por quatro equações. Estas por sua vez são equações bem mais compreendidas por profissionais de ciências.
Dentro do eletromagnetismo são estudados vários segmentos como o magnetismo, a eletrostática, a magnetostática, a eletrodinâmica e os circuitos elétricos.
As principais unidades utilizadas dentro do eletromagnetismo podem ser encontradas na tabela abaixo: 
Aplicações do Eletromagnetismo
A parte prática dos estudos acerca do eletromagnetismo pode ser vista em vários aparelhos usados no dia a dia. Quando você chega em casa e o estômago avisa que está na hora de comer, mas você quer ter um alimento quente, rapidamente, pode usar o micro-ondas. Ele, o tempo inteiro, gera campos elétricos que oscilam no tempo.
No momento que você precisa entrar em contato, seja com um ente querido, com a pessoa amada, um parente distante ou um amigo, não é necessário procurar o telefone público, se for possuidor de um telefone móvel. O aparato tecnológico faz parte do nosso dia a dia e tem muita gente que diz não conseguir viver sem ele. Os celulares captam e geram campos eletromagnéticos, através de ondas. Isso permite as comunicações à longa distância.
Aquelas chapas pretas que encontramos em casas modernas, capazes de absorver a energia solar, por incrível que pareça, recebem ondas eletromagnéticas: elas captam a energia dos raios solares e convertem em energia elétrica. Uma ótima contribuição para o meio ambiente, uma vez que a energia é limpa.
Nas grandes cidades, existem prédios enormes chamados de arranha céu. Muitos chegam a mais de 50 andares. Para subir todos esses andares, só com um preparo físico invejável. Mas, como nem todos podem se preparar – ainda mais para subir escadas – foram inventados os elevadores. Do mesmo modo, o eletromagnetismo entra também em instrumentos usados na medicina, para os cirurgiões, nas máquinas de ressonância, nas antenas de emissoras de rádio, tv, etc.
Regra da Mão Direita
Ao nos depararmos com um problema que envolve o campo magnético gerado por uma corrente elétrica, geralmente encontramos dificuldades para determinar a direção e o sentido do vetor indução .
De acordo com o Experimento de Oersted, ao se colocar uma bússola próxima a um fio percorrido por uma corrente elétrica, a agulha dessa bússola sofre um desvio. Assim, Oersted concluiu que, a exemplo dos imãs, toda corrente elétrica gera, no espaço ao seu redor, um campo magnético.
A grande pergunta é: Qual a direção e o sentido de desvio dessa agulha?
A forma mais fácil para se determinar essa direção e sentido é a utilização da regra da mão direita.
Observe a figura abaixo:
O polegar está indicando o sentido da corrente elétrica que está atravessando o fio, enquanto os demais dedos estão dobrados envolvendo o condutor em uma região onde seria colocada a bússola. Observamos aqui que os dedos indicam o giro do polo norte da agulha da bússola.
Esse sentido é o mesmo do vetor indução magnética , gerado pela corrente elétrica.
Veja os exemplos:
1) Um condutor, quando percorrido por uma corrente elétrica i, situa-se, no plano da tela do seu monitor, próximo a um ponto P (à direita do condutor).
Concluímos que o vetor  no ponto P está entrando no plano da tela. A representação do vetor entrando no plano da tela é:
 
2) O condutor percorrido pela corrente elétrica i e o ponto P (à esquerda do condutor) estão situados no mesmo plano da tela de seu monitor. Pela regra da mão direita, podemos concluir que o vetor
 , no ponto P, está saindo do plano da tela.
A representação do vetor saindo do plano da tela é:
 .
Podemos então concluir que o vetor campo magnético  é perpendicular a P. Em outras,  é perpendicular ao plano da palma da mão direita espalmada.
1 – OBJETIVOS: 
Ao término desta atividade o aluno deverá ter competência para:
	Conceituar o campo magnético e o vetor indução magnética;
	Diferenciar o campo elétrico no campo magnético;
	Relacionar a indução magnética com as cargas móveis que a originou;
	Reconhecer que:
	Carga elétrica em movimento gera um campo com indução magnética B em torno dela;
	Corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos;
	Utilizar os conhecimentos adquiridos com a experiência de Oersted.
2 – MATERIAIS NECESSÁRIOS
- 01
bússola;
- 04 conexões de fios com pinos banana;
- 01 chave de três posições;
- 01 imã em barra;
- 01 fonte de alimentação, regulada para 8VCC (18).
Figura – Montagem experimental
3 – MONTAGENS EXPERIMENTAIS
O experimento de Oersted
A experiência de Oersted trata do efeito da corrente elétrica sobre uma agulha magnética.
Sem energizar o sistema, aproxime o polo norte do imã em barra da agulha magnética, num plano horizontal e acima ao da agulha.
A agulha da bússola também é um imã apoiado pelo seu centro, em equilíbrio estável.
Inverta o imã em barra, aproximando agora o seu polo sul da agulha imantada.
1 – O que acontece quando cada um dos polos de dois imãs são aproximados?
R. Se forem de polaridades iguais, sendo Norte-Norte ou Sul-Sul, os imãs irão se repelir. Agora, se forem posicionados de polaridades diferentes, exemplo, Norte-Sul, os imãs irão se atrair.
Com a chave auxiliar desligada, ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão para 3 VCC.
Embora esta fonte possua segurança eletrônica contra curto-circuito, não demore nas atividades curto-circuitadas, isto reduz a vida média dos componentes eletrônicos, portanto, após verificar os efeitos desejados desligue a chave auxiliar.
2 – Segure o fio condutor em dois pontos A e B, aproximando este trecho por cima da agulha magnética (imã) e paralelo a ela.
3 – Ligue a chave auxiliar mantendo a polaridade no circuito. Comente o observado.
4 – Ao circular uma corrente elétrica no trecho AB, o que surgiu ao redor do condutor, capaz de movimentar o imã móvel (agulha magnética)?
R. A corrente elétrica produz um campo elétrico magnético, ao redor do condutor, que influencia a agulha da bússola.
5- Ligue a chave auxiliar de modo a inverter o sentido da corrente no circuito e comente o observado.
R.
6 – Como se comporta o sentido do vetor indução magnética B num ponto qualquer, próximo do condutor, em qual função do sentido da corrente que por ele circula?
R.
4 – PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E PERGUNTA
Utilizando inicialmente um fio condutor retilíneo, coloca-se uma bússola logo abaixo, orientada livremente na direção norte-sul. Observe que a agulha da bússola se mostra de maneira paralela ao fio condutor retilíneo.
Foi utilizada uma fonte de corrente contínua de ddp 3VCC. Ligando a chave e fazendo passar uma corrente no fio, observou que a agulha sofre um desvio no sentido horário em sua orientação, e que esse desvio é quase perpendicular ao fio.
Se inverter os pólos (a direção do fio), utilizando a chave de três posições, observa-se que a agulha sofre um desvio no sentido anti-horário em sua orientação, e que esse desvio também é quase perpendicular ao fio. 
Ao interromper a passagem de corrente elétrica, a agulha volta a se orientar na direção norte-sul.
COMENTÁRIOS
Ao circular uma corrente elétrica por um condutor, surge no meio que o circunda uma indução magnética, cujo sentido num dado ponto, depende do sentido da corrente que circula. Sobre a Lei de Lenz, que o sentido da corrente elétricas induzida é tal que o campo magnético criado pela corrente se opõe a variação do campo magnético que produz a corrente. Sobre a Lei de Faraday, se o fluxo magnético através de uma área limitada por um circuito condutor fechado mudar com o tempo, uma corrente e uma fem é produzida neste circuito. E que a força eletromotriz induzida num circuitos elétrico é igual a velocidade da variação do fluxo magnético através da área limitada pelo circuito condutor fechado. Quando aproximamos o polo norte do imã o número de linhas de indução aumenta no interior da espira e a corrente induzida circulará num sentido tal que as linhas de indução geradas por ela, contrariarão o aumento do número de linhas de indução. Isto ocorre por que a corrente elétrica induzida gerar uma indução magnética com o sentido de fluxo contrário.
Os resultados obtidos foram compatíveis com as análises teóricas apresentadas anteriormente, salvo as variações recorrentes dos processos de aferição e as interferências do meio, tais como imprecisão, cabos e bússolas utilizados, etc.
CONCLUSÃO
A atividade foi de grande valia para que os integrantes do grupo pudessem ter mais noção e aprender mais sobre o assunto. 
Assim, conclui-se que a corrente elétrica no fio se comporta como um imã colocado próximo à agulha magnética. Ou seja, a corrente elétrica estabelece um campo magnético no espaço em torno dela, e esse campo foi o agente responsável pelo desvio da agulha da bússola. Podemos concluir que as cargas elétricas em movimento criam, numa região do espaço próximo a ela, um campo magnético.
Assim, o aparecimento de um campo magnético juntamente com a passagem da corrente elétrica foi observado nesse experimento.
Desta forma a descoberta realizada por Hans Christian Oersted foi fundamental para a unificação da eletricidade com o magnetismo, que passaram a constituir um importante ramo da ciência denominado eletromagnetismo.