Relatório de Campo Magnético da Terra

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 
 
 
Campo Magnético da Terra 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Clara Oliveira Mendonça (11721EAB017) 
Bruna Rodrigues Andrade (11821EAB017) 
Bruna Rodrigues Ottoni (11711EAB026) 
Salomão Afiune Neto (11821EAB001) 
 
 
 
 
 
 
Uberlândia/2021 
 
INTRODUÇÃO 
O campo magnético terrestre assemelha- se a um dipolo magnético com 
seus pólos próximos aos pólos geográficos da Terra. Uma linha imaginária traçada entre 
os pólos sul e norte magnéticos apresenta uma inclinação de aproximadamente 11,3º 
relativa ao eixo de rotação da Terra. A teoria do dínamo é a mais aceita para explicar a 
origem do campo. 
Um campo magnético, genericamente, se estende infinitamente. Um 
campo magnético vai se tornando mais fraco com o aumento da distância de sua fonte. 
O campo magnético da Terra circula e atravessa toda superfície de maneira 
razoavelmente parecida com o campo produzido por um diplo. Halliday estabelece uma 
relação entre os pólos magnéticos e terrestres da Terra, ele afirma que o polo norte 
magnético é, na realidade, um pólo sul do dipolo que representa o campo da Terra. O 
eixo magnético está aproximadamente na metade entre o eixo de rotação normal ao 
plano da órbita da Terra - HALLIDAY(2004) pg.268. 
 Assim, é possível compreender que o campo magnético da Terra faz com 
que o planeta se assemelhe a um grande e forte ímã, sob a influência do seu 
campo natural e de campos artificiais gerados em seu interior. Além disso, o campo 
magnético da Terra tem, em geral, certa inclinação com relação à superfície da Terra. 
Dessa forma, para se ter uma informação completa do campo em 
determinado local, deve-se medir sua componente horizontal e vertical e então 
determinar vetorialmente o campo resultante. O módulo deste campo magnético varia 
entre 20 a 60. Entretanto, por conta das condições geológicas específicas de 
determinadas regiões podem ocorrer anomalias com o valor do campo magnético 
esperado para aquele local. 
Uma forma simples e razoavelmente precisa de se medir a componente 
horizontal do campo da Terra é utilizando uma bússola e um campo conhecido. Isso 
porque uma bússola se alinha à direção do campo magnético existente naquela região. 
Em laboratório, se for gerado um campo magnético nas proximidades da bússola, ela 
não se alinhará somente de acordo com o campo magnético da Terra, mas sim de acordo 
com o campo resultante entre o da Terra e o gerado artificialmente. No experimento em 
 
questão, o campo conhecido será aquele produzido no centro de uma bobina de 
Helmholtz, percorrida por uma corrente i. Observe a Figura 1. 
 
Figura 1 - Bobina de Helmholtz. 
É possível observar, através da Figura 1, que a corrente i que passa pelas bobinas cria 
um campo magnético no ponto P, paralelo ao eixo das bobinas para a direita e de 
intensidade dada de acordo com a Equação 1. 
 (Equação 1) 
Sendo , que representa a permeabilidade magnética do vácuo. , 6 . 10 T m A μ0 = 1 2
6 − / 
Desse modo, estando na superfície da Terra, o campo magnético resultante no ponto P 
será equivalente à soma vetorial do campo da bobina com o campo da Terra existente. 
Se o eixo da bobina com o campo da Terra for orientado na direção Leste-Oeste, seu 
campo fará um ângulo de 90° com o campo da Terra, sendo o campo resultante dado 
como na Figura 2. 
 
 
Figura 2 - Campo magnético resultante (BR) e suas componentes: a componente horizontal 
(BH) e o campo magnético criado pela bobina de Helmholtz (B). 
Tendo o campo produzido pelas bobinas e o ângulo θ entre o campo da 
Terra e o campo resultante, é possível calcular o campo da Terra através da relação 
descrita na Equação 2. 
 (Equação 2) 
Através da Equação 3, é possível calcular o campo magnético produzido no 
centro das bobinas. 
 (Equação 3) 
Onde, e substituindo a Equação 3 na Equação 2, tem-se a C = μ NR0
2
(R +a )2 2 3 2/
 
Equação 4. 
 (Equação 4) 
 
 
 
 
 
OBJETIVO 
 Este experimento tem como objetivo determinar o valor da componente 
horizontal do campo magnético local. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Para este experimento, foram utilizados os seguintes materiais: duas bobinas 
de Helmholtz emparelhadas, uma bússola e um suporte para bússola, um amperímetro 
de até 200mA, um resistor de proteção 100Ω, 4 fios e uma Fonte Simétrica de limite de 
180 mA e com bloqueio de ajuste de corrente. 
Para a realização do experimento, as bobinas de Helmholtz foram ligadas na 
forma simétrica, para que as correntes pudessem circular no mesmo sentido. A bússola 
foi disposta no ponto médio central entre as bobinas com o auxílio do suporte, de forma 
que o campo magnético formado através dessa montagem atue sobre ela. 
A bússola, que tem sua agulha orientada com a componente horizontal do 
Campo Magnético da Terra, sofre atuação do Campo Magnético das bobinas em uma 
direção diferente, de modo a ser formado um campo magnético resultante da interação 
dos dois campos magnéticos de direção diferente, e a direção que a agulha apontará. 
Para a alimentação desse sistema foi disposta uma fonte de energia ligada 
em série com um amperímetro, ligados às duas bobinas de Helmholtz através dos fios e 
adicionalmente a um resistor de segurança. A Figura 3 demonstra visualmente como foi 
realizada essa montagem. 
 
 
Figura 1 - Montagem do experimento de Campo Magnético da Terra 
 
Na leitura de dados, serão lidas a Tensão, Corrente fornecida, Corrente que 
circula e Ângulo de Deflexão. Para isso, foram colocados alguns valores de Tensão 
inicial para verificar a variação no Ângulo de Deflexão, que varia devido ao Campo 
Magnético resultante da montagem. 
Os valores obtidos para o experimento foram tabelados e disponibilizados 
para o grupo na plataforma do Classroom e, assim, foram explicitados abaixo para os 
cálculos. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Para realizarmos a conta da determinação do valorda componente 
horizontal do campo magnético local, usamos de base os dados fornecidos para o nosso 
grupo, mas com algumas alterações como a transformação da unidade da corrente, 
cálculo da tangente do ângulo e transformação da unidade de medida do ângulo que 
estão expressos na Tabela 1. 
 
 
 
Tabela 1- Dados do grupo 2. 
A corrente foi variada em um intervalo de 0,02 A, observando a variação 
angular do ponteiro da bússola. Esse procedimento foi repetido seis vezes para notarmos 
o padrão de comportamento do experimento. 
Com os dados das tangentes dos ângulos ofertados e também com os dados 
da corrente em Ampères, conseguimos plotar o gráfico da razão entre esses pontos 
(Gráfico 1). 
 
Gráfico 1 - Corrente em função da tangente do ângulo . θ 
 
Podemos obter pelo Gráfico 1 a equação da reta, que nos fornece o 
coeficiente angular no valor de 0,0279. Após isso, é possível calcularmos o BH, que é o 
 
i (A) ø (radianos) 
Tangente do 
Ângulo 
0,02 0,802851 1,03553 
0,04 1,01229 1,60033 
0,06 1,18682 2,47508 
0,08 1,25663 3,07768 
0,1 1,29154 3,48741 
0,12 1,36135 4,70463 
C=6,92.10⁴ T/A 
N= 154 
R= 20 cm 
a= 20 cm 
 
componente horizontal, solicitado pelo experimento a partir da fórmula, esse resultado 
pode ser observado na mudança da orientação da bússola quando nela é aplicado um 
campo magnético que está relacionado ao campo magnético da Terra. 
BH= coef. ang*C 
BH= 0,0279*0,000692 
BH= 1,931.10⁻⁵ 
Este valor é uma estimativa da intensidade da componente horizontal do 
campo magnético da Terra no laboratório. Esse valor está próximo do que era esperado 
tendo em vista os fatores externos que podem influenciar na experimentação. 
CONCLUSÃO 
 A partir da realização do experimento, conseguimos observar de forma 
prática e didática como podemos medir o campo magnético da Terra a partir de uma 
simulação artificial realizada com os objetos do laboratório. Isso induziu a refletirmos o 
quão grande é a percepção que temos sobre o espaço e o planeta em que vivemos. 
O resultado da componente horizontal encontrado foi satisfatório e próximo 
do que esperávamos, tendo em vista que esse experimento é suscetível a variações pois 
os objetos utilizados são sensíveis e fácil de serem minimamente alterados. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fundamentos de Física volume 1. 
8a Edição Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2009. 
 YOUNG & FREEDMAN. Física III: Eletromagnetismo. 12ª ed. Ed. PEARSON: São 
Paulo, 2009. 
Campo Magnético da Terra - Física. InfoEscola. Disponível em: 
<https://www.infoescola.com/fisica/campo-magnetico-da-terra/>. Acesso em: 13 May 
2021.