Relatório fisica Campo Magnético

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Saulo Fernando de Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 2018 
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Saulo Fernando de Oliveira 
 
 
Física Experimental III: Relatório do trabalho Prático XII 
 
 
 
 
 
Relatório referente à aula 
de quinta-feira, dia 
03/05/2018, sobre a 
determinação do campo 
magnético da terra, na 
disciplina de Física 
Experimental III, no curso 
de Engenharia Elétrica, na 
Pontifícia Universidade 
Católica de Minas Gerais 
Professor: Euzimar Marcelo Leite 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 2018 
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RESUMO 
O campo magnético da Terra é como o campo magnético de um gigantesco ímã 
em forma de barra, que atravessa desde o Polo Sul até o Polo Norte do planeta. Mas é 
importante lembrar que o Polo Magnético da Terra tem uma inclinação de 11,5° em 
relação aos Polo Geográficos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO…………………………………………………………………………4 
2. DESENVOLVIMENTO………………………………………………………………...5 
2.1 OBJETIVO………………………………………………………………………….6 
2.2 MÉTODO TEÓRICO PARA A EXPERIÊNCIA..............................................6 
2.3 PROCEDIMENTO……………………...………………………………………….7 
3. RESULTADOS OBTIDOS...………………………………………………………….8 
4. CONCLUSÃO………………………………………………………………………….9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1-INTRODUÇÃO 
 
A descoberta de que a Terra possui um campo magnético, comportando-se como 
um grande imã, ocorreu em 1600, com trabalhos do físico e médico inglês William Gilbert. 
A origem desse campo magnético e as suas consequências para a Terra ainda são 
objeto de estudo, mas sua importância é incontestável. Foi ele que permitiu as grandes 
navegações, pelo uso da bússola e também que nos protege das partículas carregadas 
de eletromagnetismo provenientes do Sol. 
No núcleo externo da Terra, acredita-se haver ferro e níquel em estado de fusão, 
a cerca de 3 mil km de profundidade. Esse fluido está em constante movimento, o que 
gera correntes elétricas e, por consequência, um campo magnético. As altíssimas 
temperaturas do núcleo da Terra, muito acima do chamado Ponto Curie, não permitem 
que o ferro e o níquel estejam no estado sólido, de modo que eles não podem estar 
funcionando como um ímã. 
Se deixarmos oscilar livremente a agulha de uma bússola, ela ficará paralela à 
superfície terrestre em zonas perto do Equador, mas se posicionará verticalmente em 
pontos próximos aos polos Norte e Sul. Portanto, a inclinação da agulha varia entre -90º 
no polo magnético Sul e 90º no polo magnético Norte, passando por 0o no Equador. 
Esse valor é o que se chama de inclinação magnética. 
Todos sabem que a agulha de uma bússola aponta para o Norte em uma das 
extremidades e para o Sul na outra. Mas é preciso lembrar que o Norte mostrado pela 
bússola é o Norte Magnético, não o Norte Geográfico. 
A intensidade de um campo magnético é medida com uma unidade chamada 
tesla. O campo geomagnético é expresso com o submúltiplo nanotesla (nT), que vale 10-
9 tesla. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. DESENVOLVIMENTO 
2.1 – Objetivo 
Esta prática tem como objetivo aprender a medir a componente horizontal do 
campo magnético terrestre e obter este valor para a cidade onde se realiza a experiência. 
 
2.2 – Método Teórico para a Experiência 
 Pode-se medir a componente horizontal do campo magnético da Terra 
submetendo-se uma bússola a um campo magnético uniforme. Se o campo em questão 
for perpendicular a direção Norte-Sul, apontada pela bússola, está se posicionará numa 
direção que será a resultante dos dois campos. Fazendo-se com que o eixo das bobinas 
fique perpendicular a direção Norte-Sul a bússola defletirá de um ângulo θ em relação à 
direção Norte-Sul. 
 
No diagrama abaixo, tomando-se 𝐵 ⃗ 𝑆 e 𝐵 ⃗ 𝑇 como vetores, tem-se: 𝐵 ⃗ = 𝐵 ⃗ 𝑆 +𝐵 ⃗ 𝑇. 
 
𝐵 ⃗ 𝑆 é o campo magnético uniforme, produzido por um par de bobinas de Helmholtz. 
No ponto médio entre as bobinas, o módulo de 𝐵 ⃗ 𝑆 é: 
 
 
𝐵𝑆: Componente horizontal do campo magnético da Terra. De acordo com o diagrama, 
 
Então, 𝐵𝑇 é a inclinação do gráfico 𝐵𝑆 versus 𝑡𝑔 𝜃. 
 
 
 
 
 
 
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2.3 – Procedimento 
 Monte o circuito representado na Figura 2. Ligue as bobinas uma de frente para 
a outra, afastadas por uma distância igual ao seu raio e de tal modo que fiquem em 
série. Use o resistor de 47 Ω para limitar a corrente. 
 
 
Coloque a bússola sobre o suporte e no centro do sistema, de modo que o plano 
da bússola contenha o eixo das bobinas. 
Gire agora as bobinas, mantendo-as sempre paralelas, até que a linha Norte-Sul 
da bússola seja perpendicular ao seu eixo. 
Varie a tensão na fonte e meça a corrente elétrica e o ângulo de deflexão do 
ponteiro da bússola 
 
Material utilizado: 
❖ um par de bobinas de Helmholtz; 
❖ um amperímetro; 
❖ um resistor de 47 Ω; 
❖ uma fonte CC; 
❖ cabos de ligação; 
❖ uma bússula; 
 
Descrição do experimento: 
1. Monte o circuito indicado. 
2. Meça a corrente elétrica e o ângulo de deflexão do ponteiro da bússola. 
3. Calcule os valores de 𝐵𝑆 e 𝑡𝑔 𝜃. 
4. Construa o gráfico 𝐵𝑆 versus 𝑡𝑔 𝜃, com auxílio do programa Scidavis. 
 
 
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3. RESULTADOS OBTIDOS 
 
Campo magnético BS no centro das bobinas de Helmholtz em função da corrente 
elétrica i que passa por elas. 𝜽 é o ângulo entre o campo magnético total no centro das 
bobinas de Helmholtz e a componente horizontal do campo magnético terrestre: 
 
𝑖 (A) 0,0295 0,0556x103 96,6 x103 132,6 x103 168,9x103 190,1 x103 
𝜃 (graus) 5 10 15 20 25
 30 
𝐵𝑆 (T) 18,25 
x10-6 
34,03 x10-6 59,76 x10-6 82,04 x10-6 104,5 
x10-6 
117,62x10-6 
𝑡𝑔 𝜃 0,08 0,17 0,26 0,36 0,46 0,57 
 
 
Gráficos: 
 
 
 
 
 
 
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4. CONCLUSÃO 
 Com este experimento verificou-se que o modelo aplicado para as bobinas de 
Helmholtz utilizadas conseguimos o resultado esperado para o campo magnético da 
terra, apesar de usarmos uma aparelhagem simples para realizar o experimento. Os 
desvios percentuais das medidas obtidas ocorreram por casa dos erros de paralaxe nas 
leituras da deflexão do ponteiro da bússola, além de erro na variação da corrente elétrica 
nas bobinas.