Relatório 13 - Balança de corrente

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Centro de Ciências e Tecnologia – CCT
Unidade Acadêmica de Física
Laboratório de Óptica, Eletricidade e Magnetismo
Aluna: Joyce Ingrid Venceslau de Souto
Turma: 09
BALANÇA DE CORRENTE
Campina Grande, PB. 
Novembro de 2018
Sumário
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................2
2. MATERIAIS UTILIZADOS...............................................................................2
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS...........................................................2
4. DADOS COLETADOS....................................................................................3
5. ANÁLISES.......................................................................................................4
6. CONCLUSÕES................................................................................................4
ANEXOS..............................................................................................................5
	1. CÁLCULOS PARA O GRÁFICO DE F x I ...........................................5
	2. CÁLCULOS PARA O GRÁFICO DE F x L..........................................5
1. INTRODUÇÃO
O objetivo dessa experiência é analisar a influência da corrente elétrica e do comprimento disponível na espira na presença de um campo magnético, além de analisar quantitativamente a relação entre a força magnética exercida na espira em função do comprimento útil e da corrente aplicada.
2. MATERIAIS UTILIZADOS
Para a experiência foram utilizados os seguintes materiais: 
· Balança LGN
· Blocos Polares;
· Placas com espiras condutoras retangulares;
· Fonte;
· Cabos.
Montagem esquemática:
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Pendurou-se a espira escolhida no braço da balança e equilibrou-a de modo que a secção horizontal do condutor ficasse perpendicular às linhas de campo, sendo a seção horizontal do condutor ajustada, no centro do campo uniforme.
 Logo após, ajustou-se a balança e mediu-se a massa inicial da espira. A massa inicial m0 das espiras é determinada sem o campo magnético. O campo magnético é então inserido, e a massa m (aparentemente reduzida) é medida, a força magnética é igual à força obtida pela diferença entre as duas leituras de massas (m – m0), que corresponde ao peso necessário para equilibrar a força magnética provocada pela corrente I.
m0 = (37,98) g Lfixo= 100mm
Variou-se a corrente no condutor em intervalos de 0,5 A, utilizando o ajuste da fonte de corrente e, em seguida, anotou-se os valores obtidos na Tabela I.
Em seguida com a corrente fixada em I = 2,0 A, substituíram-se os condutores de corrente por outro e repetiu-se os procedimentos e os valores de m0(g) e m(g) foram anotados. Repete-se para os outros condutores de corrente. Anotaram-se os dados na Tabela II.
4. DADOS COLETADOS
MONTAGEM A MONTANTE
TABELA I: Valores obtidos para l=100mm
	I (A)
	0,5
	1
	1,5
	2
	2,5
	3
	3,5
	4
	M0 (g)
	37,98
	37,98
	37,98
	37,98
	37,98
	37,98
	37,98
	37,98
	M1 (g)
	38,41
	38,86
	39,31
	39,74
	40,14
	40,62
	40,95
	41,36
	M (g)
	0,43
	0,88
	1,33
	1,76
	2,16
	2,64
	2,97
	3,38
	Fpeso (10-3 N)
	4,22
	8,63
	13,05
	17,27
	21,19
	25,9
	29,13
	33,16
TABELA II: Valores obtidos para I = 2,0 A
	Comprimento da Espira de Corrente (L)
	Mo (g)
	M1 (g)
	M = [M1 - Mo] (g)
	Fpeso (10-3 N)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	12,5 mm
	30,4
	30,93
	0,53
	5,2
	25 mm
	31,43
	31,65
	0,22
	2,16
	50 mm
	36,05
	37
	0,95
	9,32
	100 mm
	37,98
	39,74
	1,76
	17,27
5. ANÁLISES
Traçando os gráficos de F x I e F x L para as duas situações, observamos que ambos definem uma função linear crescente. No primeiro caso, o coeficiente angular da reta define:
No segundo caso:
Observando os valores de C1 e C2 vemos que eles são muito próximos. E, de fato, devem ser. Ambos definem o campo magnético a que está submetida a espira. De forma que a equação para a força magnética é dada por:
Onde B é o campo magnético, em Tesla.
6. CONCLUSÕES
	O lado inferior da espira retangular contribui para a força magnética que atua em toda a espira, pois nas duas seções verticais da espira os elétrons fluem em direções opostas, e as duas forças se cancelam. A dispersão dos valores determinados pela indução magnética é devido a influência da variação do campo magnético pela extremidade não ser perfeitamente uniforme, mostrando forças na parte horizontal da espira, onde os efeitos são maiores com espiras curtas desde que as forças de Lorentz medidas sejam pequenas. Os valores encontrados no experimento foram bem favoráveis com erros pequenos e próximos do esperado. 
ANEXOS
1. CÁLCULOS PARA O GRÁFICO DE F x I
Vemos que a metade da escala de I é 2 (4/2 = 2 A). O menor valor de I é 0,5. Logo, usamos o ponto inicial como o valor 0. Usando 150mm para a escala de I: . Com um passo de 20mm, temos um degrau de:
Logo, a cada 20mm que percorrermos na escala equivale a 0,4 A na medida de I. Calculando as medidas:
Vemos que a metade da escala de F é 16,58 (33,16/2 = 16,58.10-3 N). O menor valor de V é 4,22. Logo, usamos o ponto inicial como o valor 0. Usando 50mm para a escala de y: . Com um passo de 20mm, temos um degrau de: 
Logo, a cada 20mm que percorrermos na escala equivale a 7 N na medida de F. Calculando as medidas:
· EQUAÇÃO DA RETA
Escolhendo os pontos arbitrários extrapolados A e B:
 , 
Fazendo as devidas operações matemáticas com o sistema de equações, encontra-se que:
.
2. CÁLCULOS PARA O GRÁFICO DE F x L
Vemos que a metade da escala de L é 50 (100/2 = 50 mm). O menor valor de I é 12,5. Logo, usamos o ponto inicial como o valor 0. Usando 150mm para a escala de I: . Com um passo de 20mm, temos um degrau de: 
Logo, a cada 20mm que percorrermos na escala equivale a 10 mm na medida de L. Calculando as medidas:
Vemos que a metade da escala de F é 8,635 (17,27/2 = 8,635 N). O menor valor de F é 5,2. Logo, usamos o ponto inicial como o valor 0. Usando 100mm para a escala de y: . Com um passo de 20mm, temos um degrau de: 
Logo, a cada 20mm que percorrermos na escala equivale a 4 N na medida de F. Calculando as medidas:
· EQUAÇÃO DA RETA
Escolhendo os pontos arbitrários extrapolados C e D:
, 
Fazendo as devidas operações matemáticas com o sistema de equações, encontra-se que:
.