Relatório 10

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Universidade Federal da Bahia
Departamento de Física do Estado Sólido
Relatório de física
Experimento 10
Balança de corrente
Adonias Carneiro da Silva
Luís Eduardo Costa Nascimento
Pedro Henrique Macedo
Objetivos
O presente experimento tem como objetivo verificar as interações entre o campo magnético gerado por um imã é pela corrente elétrica em diferentes comprimentos de fios condutores. 
Introdução
	O objetivo é estudar a interação entre campos de indução magnética e correntes elétricas, e também a força de Lorentz sobre cargas em movimento. Inicialmente serão apresentados os conceitos básicos sobre esses temas.
 Campos de indução magnética - Os campos são produzidos basicamente de duas formas. A primeira é usar partículas eletricamente carregadas, produzindo um eletro imã. A segunda é utilizar partículas elementares como os elétrons, pois eles possuem um campo magnético intrínseco.
Força de Lorentz - Quando um portador de carga elétrica q em movimento com uma velocidade v entra em uma região onde existe campos elétrico e magnético, o portador dessa carga fica submetido a uma força, que é a força de Lorentz, expressa pela equação: 
Em que:
q é a carga da partícula;
v é a sua velocidade;
B é o campo magnético exterior.
 
Materiais utilizados:
• Balança marca Ohaus com pés niveladores e nível de bolha;
• fonte de tensão contínua (DC) com limitação de corrente e com amperímetro acoplado; 
• ímã permanente em forma de U com peças polares removíveis; 
• placas de circuito impresso com uma trilha condutora (n = 1) nos comprimentos 12,5 mm, 25,0 mm, 50,0mm; 
• placa de circuito impresso com duas trilha condutoras (n = 2) no comprimento 50,0 mm; 
• base, haste e suporte de ligação;
 	• cordoalha flexível (fita) condutora de cobre prateado com terminais tipo pino banana.
Figura 1: Imagem dos componentes utilizados no experimento.
Relatório
1 - Analise o comportamento da força magnética como função da direção do campo magnético B do imã permanente e do sentido da corrente.
	Foi colocada a placa de 12,5mm na balança e no equilíbrio foi medido uma massa de 85,48g, ao circular uma corrente variando seu valor de 0A até 5A percebemos que não houve alteração na medida da balança.
	Depois disso colocou-se a placa entre as peças polares dos imãs, e a parte inferior horizontal da trilha condutora completamente imersa no campo magnético provocado pelo imã. Nessas condições a balança apresentou alteração em sua medida, uma força magnética com sentido para cima surgiu reduzindo o peso registrado pela balança fazendo com que a mesma se mexesse para baixo.
	Invertendo a polaridade do campo a força inverteu seu sentido, agora aumentando o peso registrado pela balança, que subiu já que a força está direcionada para baixo.
	Mantendo esta ultima configuração (na qual os pólos foram invertidos), ao inverter o pólo da corrente ...
	4 – Os gráficos construídos acima estão de acordo com a teoria?
	Os dois gráficos construídos anteriormente estão condizentes com a teoria. A intensidade da força magnética é dada por: Sabe-se que o campo magnético B é o mesmo para todas as configurações já que foi utilizado o mesmo imã com a mesma distância entre as peças polares e buscamos utilizar sempre =90º.
	Comparando os gráficos percebe-se que somente o comprimento L variou, já que a corrente foi sempre alterada com os mesmo intervalos. Assim, neste caso, a força magnética é diretamente proporcional ao comprimento L. Fato que se comprova nos gráficos, visto que à medida que L teve seu valor dobrado, com a corrente constante, a força magnética foi aproximadamente o dobro.
	Podemos observar que os gráficos mostram uma relação linear entre a força magnética e a corrente que passa na trilha, o que está de acordo com a teoria já que: , onde o campo magnético e o ângulo entre a trilha e o campo não variam e L permanece o mesmo em cada reta.
	5 – Determine o valor do campo magnético do imã permanente, para os diversos condutores. Determine então o valor médio desse campo magnético.
	6 – A partir dos gráficos construídos anteriormente para uma corrente de 5A, construa o gráfico de Fm(mN) versus comprimento do condutor. Este gráfico está de acordo com a teoria?
	Sim, está de acordo com a teoria. O fenômeno é expresso pela relação , sendo que Fm e L estão relacionados de forma linear: um aumento no comprimento da trilha causa um aumento na força magnética, já que as outras grandezas se mantiveram constantes.
	7 - Analise os diferentes valores do campo de indução magnética determinados. Você vê alguma relação com uma possível não uniformidade do campo?
	O experimento foi feito ignorando o efeito das pontas dos imãs, que faz com que o campo não seja totalmente uniforme, sendo mais intenso nas bordas. Dessa forma se a porção horizontal da trilha condutora não estiver o mais centralizado possível sofrerá influência da intensidade do campo nas bordas.
Conclusão
A partir do experimento podemos analisar a força exercida por um campo magnético, observando o seu sentido em função do campo e sua dependência linear do comprimento do condutor no campo e da corrente que passa pelo condutor.
Além de perceber o efeito que erros no posicionamento do imã e do condutor podem causar através dos gráficos e valores obtidos de força magnética e campo magnético.