Balança de Corrente

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
ENGENHARIA CIVIL
FÍSICA EXPERIMENTAL II
PROFESSOR: LAERSON DUARTE DA SILVA
TURMA: 03
RELATÓRIO 
BALANÇA DE CORRENTE
ALYSSON JOSÉ ALBUQUERQUE DE QUEIROZ
MATRÍCULA: 118210959
SETEMBRO/2021
CAMPINA GRANDE - PB
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
QuandoL é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.L x B → B = F / i.L
1-Introdução
 Campos magnéticos uniformes, indução magnética, força magnética e etc. Na 
magnetostática podem-se considerar dois tipos de problemas fundamentais o primeiro sobre a 
força entre um campo magnético e cargas em movimento. O segundo estuda as relações entre 
o campo magnético e suas fontes; partículas carregadas sem movimento ou distribuições de 
correntes. O experimento abordará o primeiro caso. A força magnética F que atua a em uma 
partícula com carga que q e velocidade v em um campo magnético E. A direção da força será 
determinada como função da corrente e da direção do campo magnético.
F = q.v x B
Algumas vezes,esta força é utilizada envolvendo corrente elétrica ao invés do 
movimento de cargas individuais.
A equação acima toma a seguinte forma:
F = i.L x B → F = i.L.B.sen θ
Quando L é perpendicular a B; θ = 0 → F = i.L.B
Se L é paralelo a B, F = 0
A equação a seguir será utilizada nesse experimento:
F = i.Lx B → B = F / i.L
1. Introdução
1.1. Fundamentação Teórica 
A balança de corrente é um dispositivo que permite detectar e medir variações nas forças às quais um condutor é submetido enquanto é percorrido por uma corrente elétrica. Um imã permanente com o formato de ferradura suspenso por um eixo produz um campo magnético em uma espira por onde passa uma corrente i. A interação entre a corrente elétrica i e o campo magnético B (gerado pelo imã) no qual o condutor desta corrente é imerso, resulta numa força dF, que neste caso, atua no trecho dL do condutor e é dada por dF = i dL x B (nesta relação dF, dL e B são grandezas vetoriais, representa o produto vetorial ou produto externo) por. O momento mecânico gerado por essa força pode ser compensado por um momento oposto resultante de uma massa colocada na haste. Através desse fenômeno podemos obter o campo magnético do imã utilizado. O princípio da balança de corrente é similar ao de uma balança mecânica comum: o condutor (no qual circula a corrente elétrica) é suportado por contatos finos e flexíveis, que permitem mobilidade à balança. 
1.2. Objetivos do experimento 
Análise da força magnética de um campo magnético uniforme sobre um segmento retilíneo de corrente. 
1.3. Materiais utilizados
Balança; 
Blocos polares; 
Placas com espiras condutoras retangulares; 
Fonte; 
Amperímetro; 
Cabos; 
Teslômetro.
1.4. Procedimentos experimentais 
Pendurou-se a espira escolhida no braço da balança e a equilibrou de modo que a secção horizontal do condutor ficasse perpendicular às linhas de campo - sendo a secção 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 campo magnético. O campo magnético é então inserido, e a massa m (aparentemente aumentada) 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 = 38,12g Lfixo = 50mm
Variou-se a corrente no condutor em intervalos de 0,5 A, utilizando o ajuste da fonte de corrente, em seguida anotaram-se os valores obtidos na Tabela - I. Com a corrente fixada em I = 2,5 A, substituíram-se os condutores de corrente por outro e repetiram-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. Usando o teslômetro efetuou-se a medida do campo magnético no centro da abertura de 1 cm do imã permanente. Observou-se que antes de efetuar a medida o teslômetro devia ser “zerado” e colocado na posição de medição de campo contínuo, isso se faz colocando a ponta de prova tangencial distante do campo de atuação do imã e ajustando o cursor de zeramento. Anotou-se o valor de B (mT): B = 100 mT.
2. Desenvolvimento
	I (A)
	0,5
	1,0
	1,5
	2,0
	2,5
	3,0
	3,5
	4,0
	M0 (g)
	38,12
	38,12
	38,12
	38,12
	38,12
	38,12
	38,12
	38,12
	Mi (g)
	38,55
	38,95
	39,41
	39,82
	40,22
	40,70
	41,07
	41,72
	M (g)
	0,43
	0,83
	1,29
	1,70
	2,10
	2,58
	2,95
	3,60
	Fpeso (g)
	4,2183
	8,1423
	12,6549
	16,677
	20,601
	25,3098
	28,9395
	35,316
TABELA 1
	Comprimento da Espira
	Massa (M0)
	Massa (Mi)
	Massa Diferença (M)
	Fpeso (N)
	12,5 mm
	32,34
	32,56
	0,22
	2,1582
	25 mm
	31,26
	31,74
	0,48
	4,7088
	50 mm
	36,59
	37,46
	0,87
	8,5347
	100 mm
	37,92
	39,72
	1,8
	17,658
TABELA 2
3. Conclusão 
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 forem pequenas. Os valores encontrados no experimento foram bem favoráveis com erros razoáveis e próximos do esperado.