Campo magnético no Centro de uma Bobina - Relatório

Campo Magnético no Centro de uma Bobina

INTRODUÇÃO
Sabe-se que uma carga elétrica em movimento ou uma corrente elétrica produz um campo magnético em sua vizinhança. Na Figura 1, representa-se uma bobina de comprimento L, formada por N espiras de seção reta circular de raio r. Uma corrente Io nas espiras produz um campo magnético B cujo módulo, no centro da bobina, é dado por

B

I 0 N
L

cos  ,

(1)

em que µ é a permeabilidade magnética do meio no interior da bobina e cos  é um fator de correção do campo, introduzido pelo fato de o comprimento da bobina ser finito (veja Figura 1). A permeabilidade magnética para o ar é µar  µvácuo = 1,26  10–6 Tm/A. A direção desse campo é ao longo do eixo da bobina e seu sentido é dado pela “regra da mão direita” (Lei de Ampère).
L


i0

r

A

FIGURA 1 - Bobina cilíndrica de comprimento L e de raio r, ligada a uma fonte de corrente elétrica, que produz um campo magnético em seu interior

Sabe-se que a força que um campo magnético B exerce sobre um fio reto que transporta uma corrente elétrica I é dada por
F  I  B ,

(2)

em que  é um vetor dirigido ao longo do fio, no sentido da corrente elétrica, com módulo igual ao comprimento do fio.
O módulo do campo magnético em uma certa região pode ser determinado por meio da medição dessa força. Para isso, utiliza-se uma balança de corrente, como a que é mostrada na Figura

2. Ela consiste em uma espira retangular de comprimento a e largura , que transporta uma corrente elétrica I (veja detalhe na Figura 2). Essa espira pode girar em torno de um eixo que está apoiado em dois suportes verticais. Fixada nesse eixo, há, também, uma haste sobre a qual um objeto de massa m pode ser posicionado, de forma que a espira fique em equilíbrio com o seu plano na horizontal. a balança de corrente x

eixo

bobina

l

haste

i

i

m suporte i i0 i

A

A

A

FIGURA 2 - Balança de corrente utilizada para