Anel de thompson.

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CAMPUS APUCARANA VI MECA – MOSTRA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E ARTE

ANEL DE THOMPSON: UM EXPERIMENTO DE BAIXO CUSTO PARA DEMONSTRAÇÃO DAS LEIS DE FARADAY E DE LENZ
A. S. C. GLÓRIA1, E. S. M. ALFAYA1, J. L. S. ALMEIDA1 e J. FIEDLER1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Coordenação do Curso de Engenharia Têxtil e-mail: andricividini@hotmail.com, erickasanmartin@hotmail.com,lucass.almeida@live.com, ju_fiedler@hotmail.com RESUMO – O presente trabalho consiste na construção de um experimento de baixo custo para demonstrar os conceitos físicos descritos pelas leis de Indução de Faraday e de Lenz. O anel de Thompson é essencialmente um transformador de núcleo aberto (bobina primária) no qual a bobina secundária é um anel metálico, normalmente de alumínio ou cobre. Ligando-se a bobina a umafonte de tensão alternada circulará por ela uma corrente gerando um campo magnético variável. De acordo com a lei de Faraday essa variação provocará o aparecimento de uma corrente induzida no anel, cujo sentido obedece à lei de Lenz e é contrário ao da corrente na bobina, ou seja, o campo magnético gerado no anel tende a se opor ao campo existente na bobina e o anel é sempre repelido por ela,provocando um "salto". No experimento foi observado com clareza esse efeito, além do fato da montagem ser simples e com materiais de baixo custo. PALAVRAS-CHAVE: Lei de Faraday, Lei de Lenz, Anel de Thompson. ABSTRACT – The presented work consists in building a low cost experiment to demonstrate the physical concepts described by Faraday’s law of induction and Lenz’s law. Thompson’s ring isessentially a core-opened transformer (primary bobbin) in which the secondary bobbin is a metallic ring, usually made of aluminum or copper. When the bobbing is plugged to an alternate voltage source, an electric current will circulate it creating an alternate magnetic field. According to Faraday’s law, this variation will result in an induced current in the ring, and its sense obeys to Lenz’s law whichmakes it opposite to the bobbin current. It means that the magnetic field created around the ring tends to be opposite to the field around the bobbin repelling the ring through a little jump. This phenomenon was clearly observed in the experiment, besides its low cost making. KEYWORDS: Faraday’s law, Lenz’s law, Thompson’s ring.
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1. INTRODUÇÃO
Uma demonstração sobre eletromagnetismointeressante e ao mesmo tempo fascinante é a “levitação magnética” de um anel metálico. Um anel condutor

(normalmente cobre ou alumínio) é colocado sobre uma bobina com um núcleo de ferro, conforme mostra a Figura 1 (Araújo, 2002). Tal demonstração é conhecida por “anel de Thompson” ou “anel saltante” em homenagem ao físico norte-americano Elihu Thomson, que a inventou no século XIX (Ferreira, 2009). CAMPUS APUCARANA VI MECA – MOSTRA DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E ARTE

As leis físicas que descrevem este impressionante experimento são a Lei de Indução de Faraday e a Lei de Lenz, que permitem, entre muitas aplicações, explicar o funcionamento das centrais hidroelétricas, eólicas, nucleares (ou seja, uma vasta gama das energias renováveis). Além disso, também explicam a existência de geradores decorrente alternada, o funcionamento dos motores e a existência de transformadores.

fluxo magnético ( ) no tempo ( ). Matematicamente a declaração acima pode ser traduzida na seguinte expressão:

Figura 1: Diagrama esquemático do experimento Fonte: Adaptado de http://www.ncsm.city.nagoya.jp/ cgi_bin/en/exhibition_guide/exhibit.cgi?id=S413&ke= R&keyword=ring.

Em 1820, o físico dinamarquês HansChristian Oersted descobriu que corrente elétrica gera campo magnético nas proximidades do condutor. Assim, os físicos concluíram que existia uma simetria entre os campos elétricos e magnéticos. Portanto, era de se esperar que a variação do campo magnético, sob determinadas condições, gerasse corrente elétrica. Michael Faraday, físico e químico inglês, achava surpreendente o resultado de Oersted...
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