Atps eletricidade aplicada

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  • Publicado : 26 de outubro de 2012
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Etapa 1
Resumo

A presente atividade prática supervisionada (ATPS) abordará um experimento baseado em duas das principais leis que regem o eletromagnetismo, tais fenômenos evidenciados por estas leis vieram a tona por meio de notáveis físicos do século XIX, Michael Faraday ( 1791 – 1967 ) e Heinrich Friedrich Lenz ( 1804 – 1865 ). Faraday foi considerado um exímio experimentalista.
Em meadosde 1831, baseando-se nos trabalhos de seus contemporâneos Hans Christian Orsted e André-Marie Ampère‎, Faraday começou a investigar o efeito inverso do fenômeno por eles estudado, onde campos magnéticos produziam correntes elétricas em circuitos. Com base em tais conhecimentos, descobriu que um campo magnético estacionário próximo a uma bobina, também estacionária e ligada a uma galvanômetro, nãoacusa a passagem de corrente elétrica. Observou, porém, que uma corrente elétrica temporária era registrada no galvanômetro quando o campo magnético sofria uma variação. Este efeito de produção de uma corrente em um circuito, causado pela presença de um campo magnético, é chamado de indução eletromagnética e a corrente elétrica que aparece é denominada de corrente induzida. A conclusão dessesresultados experimentais é conhecida como lei de Faraday, a qual pode ser enunciada da seguinte forma: “A magnitude da força eletromotriz induzida (fem) em um circuito fechado é determinada pela taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o circuito.”
Pouco tempo após as descobertas de Faraday, mais precisamente em 1833, Heinrich Friedrich Emil Lenz inferiu que a fem induzida produz umacorrente cujo sentido cria campo um campo magnético cujo sentido se opõe a variação do fluxo magnético original. Este fenômeno é conhecido como lei de Lenz e justifica o sinal negativo na equação da FEM induzida: E = - dB/dt.
O trabalho e as descobertas desses cientistas revolucionaram o setor elétrico em todas as formas, pois foi a partir destes princípios que foram criadas as máquinas elétricasrotativas tais como o motor e o gerador. Senão fosse pela indução eletromagnética não teríamos a eficiência encontrada hoje no SEP ( Sistema elétrico de potência ), tanto na geração como na transmissão e distribuição, que fazem uso de geradores e transformadores.


Descrição

O experimento se inicia com a apresentação de materiais, de onde são usados dois tubos ocos, sendo o primeiro deacrílico e o segundo de cobre, e duas peças cilíndricas de mesma massa e mesmo diâmetro, sendo uma delas magnéticas ( imã ).
As duas peças metálicas foram colocadas no tubo de acrílico, e foi verificado seu tempo de queda, notou-se que ambos caem na mesma velocidade sendo impulsionados pela força da gravidade sem nenhum tipo de interferência.
Na segunda parte do experimento as duas peças metálicas sãocolocadas no tubo oco de cobre, a primeira delas não-magnética obteve uma queda livre dentro do tubo, análogo à primeira situação. A segunda peça, que é magnética também foi colocada dentro do tubo de cobre, entretanto dessa vez o tempo de queda foi visivelmente maior e a velocidade permaneceu constante, observando-se um tipo de frenagem no deslizar da peça.
Haja vista que o cobre não é ummaterial ferromagnético, ou seja, atraído pelo imã, é possível inferir que surge outra força sobre a peça magnética contrária à força da gravidade, impedindo assim que a peça se acelere na queda.
A explicação para tal fato está baseada nas leis de Faraday e Lenz. Quando a peça magnética é deixada dentro do tubo, a mesma gera um campo magnético ao seu redor, abstraindo o tubo como pequenos anéis emconjunto, percebe-se que cada anel funciona como uma espira. Tendo em vista que a peça está em movimento, surge uma corrente de indução no tubo obedecendo a lei de Faraday, de onde um campo magnético variável é capaz de produzir uma FEM induzida, se o circuito em tese for fechado, como no caso do experimento, surgirá então uma corrente induzida.
Para a explicação da força que surge, toma-se nota...
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