Relatório 12 - Experimento de Oersted e o Eletromagnetismo

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
Turma nº xxxx
Experiência nº 12
Data xx de xxxxx de 2015
Nome da experiência: Experimento de Oersted e o Eletromagnetismo
 Professor: xxxxxxxxxxxx
 Alunos: xxxxxxxxxxxx
Matrícula: xxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxx
Matrícula: xxxxxxxxxxxx
		
INTRODUÇÃO
A experiência realizada se trata da demonstração do efeito de um campo magnético em uma bússola. Cabe ressaltar que a experiência será dividida em duas partes, na primeira, será feita a aproximação de um imã até próximo a bússola. 
Na segunda parte, será feita a ligação de fios condutores a uma fonte, depois será feita a ligação destes fios à chave liga-desliga e, posteriormente, será utilizado outro fio condutor para fechar curto na chave, de maneira capaz de gerar uma circulação corrente nesse fio. Assim, ligaremos a chave tanto de forma direta quanto inversa para ver os efeitos provocados na bússola pelo campo gerado.
O objetivo da experiência é comprovar que o polo norte do ímã atrai o ponteiro que indica o norte na bússola e comprovar também que, quando temos o campo formado pela passagem da corrente, o ponteiro norte da bússola fica perpendicular ao fio condutor, indicando o sentido do campo gerado, seguindo a ‘regra da mão direita’.
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
Depois de Gardano, William Gilbert, em 1600, após realizar estudos sistemáticos sobre o magnetismo e a eletricidade, enfatizou a diferença entre os efeitos do âmbar e do ímã. Assim, os fenômenos que ficariam conhecidos como elétricos (relacionados ao âmbar) e os conhecidos como magnéticos (relacionados ao ímã) passaram a ser estudados de forma distinta, praticamente sem qualquer ligação. 
A situação começou a ser modificada quando o professor e pesquisador Hans Christian Öersted (1777-1851), nascido na Dinamarca, realizou a experiência que representa um marco no estudo da eletricidade e do magnetismo.
Durante uma de suas aulas na Universidade de Copenhague, em 1820, Öersted que havia estudado química, física e filosofia, procurava demonstrar o aquecimento de um fio durante a passagem de uma corrente elétrica (um fenômeno que viria a ser conhecido como Efeito Joule). Próximo ao fio do seu experimento estava uma bússola, que é constituída de uma pequena agulha imantada, ou seja, um pequeno ímã que aponta, aproximadamente, para a direção Norte-Sul da Terra.
Como a bússola é um ímã alinhado ao campo magnético da Terra, apenas a presença de outro magnético mais intenso poderia provocar uma mudança em sua orientação, sem que houvesse contato direto, e foi exatamente isso que ocorreu.
Quando Öersted permitiu a passagem de uma corrente elétrica pelo fio, ao conectá-lo a uma pequena fonte de energia, a agulha da bússola defletiu, ou seja, desviou de sua posição natural. A mudança repentina da posição da agulha da bússola só poderia ser explicada pela presença de um novo campo magnético, pois, segundos antes, só existia a presença do campo magnético da Terra e do campo gravitacional.
MATERIAL UTILIZADO
Uma fonte de alimentação regulada para 8 VCC (18);
Quatro conexões de fios com pinos banana;
Uma chave de três posições;
Um imã em barra;
Uma bússola.
RESULTADOS
Inicialmente, aproximou-se uma extremidade do ímã à bússola e observou-se que o ponteiro da mesma se moveu para a direção norte, determinando, portanto, a polaridade norte do ímã. Ao aproximar a outra extremidade do ímã, o ponteiro da bússola se moveu para a direção sul e, como esperado, identificou-se a polaridade sul do ímã.
Em seguida, montaram-se as conexões com os pinos banana de acordo com a Figura I, ligou-se a fonte de alimentação e ajustou-se a tensão para 3 VCC, posicionando a chave para baixo na posição direta. Segurou-se o fio condutor em dois pontos e o aproximou da bússola que foi posta sob ele. Com isso, pode-se observar que o ponteiro da bússola indicava o sentido do campo magnético, que foi satisfatório seguindo também a regra da mão direita (Figura II).
Repetiu-se os procedimentos anteriores, desta vez, posicionando a chave para cima na posição cruzada. Ao aproximar o fio condutor à bússola, verificou-se que o ponteiro da bússola indicava o sentido inverso do campo magnético, que também foi satisfatório de acordo com a regra da mão direita (Figura III).
Figura 1: Montagem do Experimento
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Sentido da corrente Elétrica
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Sentido da corrente Elétrica
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Sentido da corrente Elétrica
Figura II: Sentido do campo elétrico na posição direta.
Sentido da corrente Elétrica
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+
Figura III: Sentido do campo elétrico na posição cruzada.
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Respostas às questões propostas no roteiro trabalhado em aula:
Item 1: Quando um polo foi aproximado, o ponteiro da bússola se moveu para a direção norte, determinando, portanto, a polaridade norte do ímã. Ao aproximar a outra extremidade do ímã, o ponteiro da bússola se moveu para a direção sul e, como esperado, identificou-se a polaridade sul do ímã.
Itens 2 e 3: Pode-se observar que o ponteiro da bússola indicava o sentido do campo magnético, que foi satisfatório seguindo também a regra da mão direita. Esse campo magnético foi representado na Figura II.
Item 4: Surgiu um campo magnético que foi capaz de movimentar a agulha.
Item 5: Pode-se observar que o ponteiro da bússola indicava o sentido do campo magnético, que foi satisfatório seguindo também a regra da mão direita e representado pela Figura III.
Item 6: O ímã pode ser representado pelo vetor indução magnética a a direção desse vetor é aquela para onde o polo norte da agulha da bússola aponta.
Item 7: 
Sejam as setas as representações das direções dos vetores de indução magnética em cada figura.
CONCLUSÃO
	
Para realização do experimento, como proposto no roteiro, primeiramente foi aproximado o ímã da bússola e depois foram ligados fios condutores à fonte de alimentação e a chave liga-desliga, de maneira que fosse fechado um circuito onde ocorresse a passagem de corrente, posteriormente, utilizamos a chave na posição direta e depois na inversa, sempre colocando a bússola sob o fio onde circulava a corrente.
Assim, depois que realizamos os procedimentos acima referenciados, na primeira parte foi constatado que o ponteiro que indica o norte na bússola foi atraído pelo polo norte do ímã. Já na segunda parte foi observado que a direção do campo gerado, quando percebe-se o comportamento do ponteiro que indica o norte na bússola, obedece à regra da mão direita.
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