Experimento 5 - Gabriela Andrade

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Experimento 5 – Campo Magnético da Terra 
 
Nome: Gabriela Nunes Andrade 
Matrícula: 2018018404 
Disciplina: Física Experimental Básica: Eletromagnetismo 
Turma: PT3 
Professor: Fernando Augusto Batista 
 
Introdução: 
A Terra pode ser comparada a um grande ímã, em termos de seu magnetismo, pois 
possui polos positivo e negativo, por onde o campo flui. Com o intuito de determinar a 
componente horizontal do campo magnético da Terra, no laboratório de física da 
universidade, é utilizado um sistema de bobinas que geram um campo magnético 
constante e conhecido que, superposto ao campo da Terra, nos permite calculá-lo. 
Sabe-se que este valor varia entre 20 T e 60 T, devido à diferença de geologia de 
cada região. 
 
Métodos e resultados: 
Para a determinação da componente horizontal do campo magnético da Terra, foi 
utilizada a Bobina de Helmholtz. Esta denominação se refere a um esquema de 
bobinas circulares coaxiais, ligadas em série e separadas uma da outra por metade de 
seu raio, que no caso é 9,5 cm. 
Para obter um campo magnético uniforme, são utilizadas duas bobinas deste tipo, 
posicionadas em série. Desta forma, o ponto central entre elas é o local de maior 
uniformidade do campo, sendo, portanto, equidistante das duas e sobre o eixo central. 
Então a bússola foi posicionada sobre este ponto. As bobinas estão ligadas entre si por 
um circuito, recebendo energia de uma fonte. 
Para obter os valores, a corrente fornecida ao sistema é variada, e por consequência, 
sofre variação a posição da agulha, donde utilizamos seu ângulo. A partir disso, foram 
obtidos os seguintes dados: 
 
 
I (A)  Tg() 
0,0019 5 0,087 
0,0063 15 0,2679 
0,009 25 0,4663 
0,0141 35 0,7002 
0,0209 45 1 
0,0285 55 1,42 
0,043 65 2,1445 
0,075 75 3,732 
0,2292 85 11,43 
 
Sabendo que o campo magnético vale: 
 
 
 
 
 
 
Sendo que N corresponde ao número de bobinas, que no caso é 200, e corresponde 
à permeabilidade magnética no vácuo, 0 = 1,26  10
-6 Tm/A. 
Podemos obter a componente horizontal do campo da Terra, pois a bobina é colocada 
sobre a mesa com seu eixo orientado na direção Leste-Oeste, o que significa que o 
campo no centro das bobinas faz um ângulo de 90° com o da Terra. Desse modo, o 
campo resultante gerado faz com que a agulha gire em um ângulo na direção do 
campo resultante. Analisando trigonometricamente, temos que o campo magnético da 
Terra, a partir deste experimento, é dado por: 
 
 
 
 
Ao substituir o campo fornecido pela equação anterior à esta última, temos: 
 
 
 
 
Onde 
 
 
 
 
 . 
Desse modo, podemos utilizar a relação de I e tg para desenvolver um gráfico, 
conforme apresentado a seguir: 
 
A (slope) = 0,0200264095296484 +/- 4,2774084186251e-05 
A partir da equação 
 
 
 
 
fica evidente que, como em Y está a corrente e em X a tg, então a relação BTh/C é 
equivalente ao slope fornecido pela regressão linear do gráfico. Consideramos a 
equação com similaridade à y = Ax. 
Assim, podemos calcular a componente horizontal do campo magnético da Terra: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A incerteza calculada foi de 5% do total, pois a incerteza do slope corresponde a 2% e a 
do raio, 5%. 
 
 
 
 
Conclusão: 
Dessa forma pudemos calcular a componente horizontal do campo magnético da 
Terra, a partir de sua sobreposição com outro campo magnético, sendo este induzido 
por bobinas, de maneira intencional, e de valor constante e conhecido. Isto, pois dessa 
forma obtemos o campo total resultante no ponto, onde a bússola foi posicionada, e 
ela nos indica o que se precisa conhecer a respeito do ângulo que a agulha faz 
mediante a ação do campo. 
O resultado obtido, 37,9 T, está dentro do esperado, que era de 20 T e 60 T. A 
grande variação que pode ocorrer se deve à diversidade da geologia do planeta, que 
causa diversas alterações a este valor, uma vez que há no subsolo rochas magnéticas. 
A incerteza corresponde à incerteza do raio das bobinas, e do slope, obtido por 
regressão linear a partir do gráfico. Ou seja, a incerteza do slope se refere à corrente e 
ao ângulo medido, sendo que foram realizadas 9 medições. Então a incerteza é alta, 
porém regular, considerando o experimento realizado. 
Para definir a componente vertical do campo magnético da Terra seria necessário 
conhecer o ângulo que o campo da Terra faz com a horizontal.