RELATORIO FISICA 5

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BACHARELADO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Nº V
	Força magnética
Alagoinhas
2014
ANDLEY CARDOSO
DIEGO MACHADO
MIRELLA AGLE
TAIANA RABELO
TAIANE REIS
TAÍSE LORENA
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Nº V
Força magnética
		Relatório sobre a força magnética e a relação com o campo magnético. Trabalho apresentado como requisito avaliativo da Disciplina Física III; Faculdade Santíssimo Sacramento; Colegiado de Engenharia de Produção.
Orientador: Prof. Dr. Erick Santana.
Alagoinhas
2014
SUMÁRIO
	INTRODUÇÃO..........................................................................
	04
	OBJETIVO................................................................................
	05
	 2.1 ESPECÍFICO..........................................................................
	05
	 2.2 GERAL..................................................................................
	05
	FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...................................................
	06
	METODOLOGIA.......................................................................
	07
	 MATERIAIS...........................................................................
	07
	 4.2 PROCEDIMENTOS.................................................................
	11
	RESULTADOS...........................................................................
	12
	CONSIDERAÇÕES FINAIS..........................................................
	16
	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................
	17
INTRODUÇÃO
Magnetismo é o fenômeno físico que consiste nas forças de atração e repulsão exercidas por certos metais devido à presença de cargas elétricas em movimento. Também estuda o campo magnético e seus efeitos sobre a matéria, sobre a carga elétrica em movimento e sobre a corrente elétrica. A técnica laboratorial realizada no dia 27 de maio de 2014 direcionou-se a análise e compreensão de tais fenômenos, no qual vem sendo abordada em classe. Sendo assim, iremos discutir a formação de campos magnéticos nos imãs e condutores e a manifestação de forças nesses campos com supervisão e orientação do professor Erick. Com auxílio de equipamentos foi possível fazer as medidas indispensáveis para o recolhimento de dados para um posterior estudo do experimento, de onde tiramos as nossas conclusões e exportamos os resultados observados.
 
OBJETIVO
Geral:
 
Essa prática tem o objetivo de verificar a formação de campos magnéticos nos imãs e condutores, e também as manifestações que essas forças atuam no campo magnético devido à alternância dos polos.
 Específico: 
Identificar o sentido do campo magnético;
Identificar o sentido da força magnética;
Observar o comportamento do balanço;
Observar o comportamento da bússola.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A força magnética que age e condutores percorrido por corrente, em um campo magnético, é muito importante, e através desse conhecimento pode-se explicar os fenômenos magnéticos. 
Propriedades do ímã
Formação de polos nas extremidades que são denominados polo norte e polo sul;
Quando um imã é suspenso de forma que ele possa girar livremente uma de suas extremidades apontará para o norte geográfico, que é o sul magnético do imã e a outra apontara para o sul geográfico, que é o norte magnético;
Os ímãs exercem, entre si, forças de ação mútua de atração e repulsão, conforme a posição em que são postos um frente ao outro. Portanto, os polos iguais de um ímã exercem forças de repulsão e os polos diferentes exercem força de atração;
 Capacidade de inseparabilidade de seus polos que permite ao ímã, quando for quebrado, criar novos polos, isto é, independentemente do quanto ele seja quebrado, continuará apresentando dois polos.[1]
 Em 1820, Oersted descobriu que os fenômenos magnéticos não são fenômenos isolados, eles têm relação íntima com os fenômenos elétricos. Temos então o conceito de que quando uma corrente elétrica atravessa um fio condutor, cria em torno dele um campo magnético. As linhas de indução do campo magnético gerado por um condutor retilíneo de comprimento infinito são circunferências dispostas em planos perpendiculares ao condutor, com centros neste, cujos sentidos são dados pela regra da mão direita. A indução de campo, representada habitualmente pelo símbolo B e dotada de caráter vetorial, já que depende tanto de seu valor numérico como da direção e sentido de máxima variação do campo é definida como a força que este exerce perpendicularmente sobre uma carga unitária de velocidade, também igual a um. A expressão matemática desta relação é chamada de Lorentz e a unidade fundamental no sistema internacional é o tesla (T). 
 (1)
Onde:
Fb= a força magnética;
|q |= o módulo da carga elétrica
v= a velocidade da carga
B= o campo magnético; 
senθ= o seno do ângulo entre a direção da velocidade da carga e a direção do campo magnético.
 A força que atua sobre uma partícula que se move é sempre perpendicular ao campo magnético, a direção da força depende da velocidade da partícula e do sinal da carga, de modo que apenas observar a direção de uma linha de campo magnético não é o suficiente para da determinação da direção da força que atua sobre uma partícula carregada arbitraria que se move. [2]
 Para relacionar a corrente (i) com o campo magnético (B) usa-se a lei de Ampére. A Lei de Ampére afirma que o sentido do campo magnético é determinado pelo sentido da corrente. Dessa forma, invertendo o sentido da corrente, invertemos também o sentido do campo. Essa relação é representada pela regra da mão direita. [3]. Desta forma, teremos:
 (2)
METODOLOGIA
Materiais
Aos graduandos, foram apresentados os equipamentos, sua funcionalidade e seu uso, além dos riscos de manuseio.
Cabos de ligação (figura 01):
Figura 01: Cabos de ligação
Fonte: Acervo pessoal
Fonte de alimentação DC (12V) (figura 02):
 
Figura 02: Fonte de tensão DC (12V)
Fonte: fonte-de-alimentacao-dc-regulavel-simples-0-32v-0-5a-hikari-hf-3005s
Montagem Oersted, bússola (figura 03):
Figura 03: Bússola
Fonte: Acervo pessoal
Pêndulo com imã de base acrílica (figura 04):
 
Figura 04: Pendulo com imã de base acrílica
Fonte: Acervo pessoal
Imã em forma de U (figura 05):
Figura 05: Imã em formato de U
Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/galerias/imagem/0000000080/0000000872.jpg
PROCEDIMENTOS
 Depois de recebida instruções dadas pelo orientador, montou-se o equipamento, utilizando os cabos de ligação para interligar a fonte de alimentação à base acrílica. Na base adiciona-se o imã que para gerar o campo magnético. Aplica-se aos procedimentos, uma voltagem máxima, permitida pela fonte de alimentação, e uma corrente equivalente a 3,33 A. Houve variação de procedimentos utilizando os passos descritos acima. Foi avaliado o movimento de cada objeto utilizado, mudando a posição dos cabos de ligação, permitindo a mudança da corrente que passa pelo objeto, e do imã, provocando a mudança da direção do campo. 
Procedimento 01: Utilizado o pêndulo com imã em formato de U, avaliado o movimento antes e após mudança no sentido da corrente e variação da direção do campo.
Procedimento 02: Utilizado uma bobina com imã, analisado o movimento antes e após mudança na direção do campo magnético.
Procedimento 03: Utilizando a bússola interligada a fonte através dos cabos de ligação de tal modo que, a corrente elétrica, passe pelo lado de cima da agulha magnética. Girar o conjunto até que a agulha da bússola fique paralela ao condutor observando o seu comportamentoantes e após mudança no sentido da corrente. 
RESULTADO
 Observa-se que na utilização do pêndulo, inicialmente, os cabos conectados com suas respectivas cores, e o imã inicialmente posicionado, o pêndulo se movimenta para parte interna devido à força magnética. 
As linhas de campo magnético têm o seu sentido do polo norte do imã para o sul (de cima para baixo);
A corrente elétrica através do condutor, percorre o campo magnético da esquerda para direita.
Para esta mesma configuração, porém com os terminais da fonte invertidos observa-se:
As linhas de campo magnético têm o seu sentido do pólo norte do imã para o sul (de cima para baixo)
A corrente elétrica através do condutor, percorre o campo magnético da direita para esquerda.
 Quando mudando os cabos de ligação, o sentido da corrente muda e ocorre a repulsão do pêndulo. Analisa-se que o sentido da corrente interfere o movimento do pêndulo. Quando há a mudança no lado do imã, houve a repulsão do pêndulo, isso ocorre porque ao mudar o imã ocorre mudança do campo magnético. A força é a responsável pela haste se movimentar.
Sabendo que:
	
	(3)
E que
	
	(4)
	 
	
Como 
	
	(5)
Medimos o peso do pêndulo, equivalente a 0,5 N com massa igual a 0,05Kg, adotando a força gravitacional igual a 10 N. Sendo: 
	
	(6)
E substituindo na equação (X) temos que:
	 
	(7)
Portanto, o campo gerado no procedimento 01, é igual a 0,74 T.
Quando utilizado a bobina com imã no formato de U, observa-se que a bobina precisa de uma força aplicada para iniciar o movimento e a corrente é o suficiente para manter essa agitação. A força magnética aplicada é o que faz a bobina girar. A bobina solta faíscas pela direita e/ou pela esquerda, isso ocorre devido ao mau contato e imperfeições do objeto. A bobina gira para o exterior do imã quando utilizado o campo magnético do norte para o sul, e quando invertido o campo, a bobina se movimenta para parte interior do imã. Ao se retirar o imã, a bobina para de realizar movimento, portanto o campo magnético é formado pelos polos do imã. 
 Interligando a bussola ao gerador, observa-se a corrente gerando um campo magnético que interagindo com a bússola indica polo Norte e polo Sul, quando aplicada uma corrente na fonte de alimentação. Com os cabos de ligação conectados em suas respectivas cores a bussola se movimenta, e ao trocar os cabos, o ponteiro realiza o movimento no mesmo sentido mais com direção diferente.
CONCLUSÃO
 Os motores elétricos são máquinas de grande importância. 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 imãs, mas também sobre condutores percorridos por correntes elétricas. A força magnética ocorre devido à movimentação das cargas elétricas podendo ser utilizada para realizar trabalho. Portanto, um condutor percorrido por corrente elétrica mergulhado numa região de campo magnético fica sob a ação de uma força que resulta da soma das forças magnéticas que atuam sobre as partículas carregadas em movimento, que constituem a corrente.
 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
[1] BRASILESCOLA. Conhecendo as propriedades dos ímãs. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/conhecendo-as-propriedades-dos-imas.htm>. Acessado em: 08/06/2014.
[2] UTFPR, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Pato Branco. Relatório Física 3: Magnetismo. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABd7IAF/relatorio-fisica-3-magnetismo?part=2>. Acessado em: 08/06/2014.
 [3] INFOESCOLA. Física: Lei de Ampére. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-ampere/>. Acessado em 12/06/2014.