Campos magneticos

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sumário

1. INTRODUÇÃO 2
1.1 A Descoberta do Campo Magnético da Terra: 2
1.2 Componentes do Campo Magnético da Terra 3
1.3 As equações de Maxwell 4
1.4 Campo Magnético de um dipolo 6
1.5 Indução Magnética por Corrente Elétrica 7

2. MOTIVAÇÃO 10

3. DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL 11
3.1 Materiais necessários 11
3.2 Métodos Experimentais 11

4. RESULTADOS E TRATAMENTO DOSDADOS 13
4.1 Experimento 13
4.2 Erros de Resultados 18

5. CONCLUSÃO 19

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 20

1. INTRODUÇÃO

1.1 A Descoberta do Campo Magnético da Terra:
A existência do campo magnético da Terra (CMT) é conhecida desde Gilbert, que em 1600 propôs no seu livro “De Magnete” que a Terra fosse considerada equivalente a um imã permanente. Contudo, o CMT foi utilizado paraorientação desde muito cedo pelos chineses e foi utilizado na época dos descobrimentos.
A teoria física matemática capaz de descrevê-lo e justificá-lo só foi alcançada com Maxwell, no fim do século XIX, e os primeiros modelos “realistas” do mecanismo gerador do campo só atualmente começam a ser construídos. A prova matemática de que o campo magnético observado à superfície tem como origemfundamental a Terra (e não fenômenos externos) foi obtida por Gauss em 1838. Já nessa altura se tinha concluído que o CMT manifestava uma certa variação secular, e de que as variações rápidas do CMT tinham correlação com fenômenos atmosféricos como as auroras boreais.
A utilização da bússola como instrumento de localização sobre a Terra, parte do princípio de que o Campo Magnético da Terra (CMT) seaproxima do campo magnético gerado por um imã permanente alinhado com o eixo de rotação, onde é possível distinguir um “Pólo magnético norte”, um “Pólo magnético sul” e um “Equador magnético”, à semelhança do que ocorre com as referências geográficas.
Neste sentido, podemos falar de meridiano magnético como a projeção, na superfície da Terra, das linhas de força do Campo Magnético. A declinação podeser definida como o ângulo que em cada ponto o meridiano geográfico faz e o meridiano magnético. A inclinação será o ângulo dessas linhas de força com o plano que é tangente à Terra no ponto de observação.
Uma inclinação de 90º corresponde ao pólo magnético norte, da mesma maneira que uma inclinação de -90º corresponde ao pólo magnético sul. O equador magnético é constituído pelo conjunto depontos de inclinação nula.
Note-se que se bem que o CMT se possa considerar como aproximadamente dipolar, o eixo magnético não coincide em regra com o eixo geográfico e - o que é o mesmo - os pólos magnéticos afastam-se sensivelmente dos pólos geográficos.

Figura 1 – Campo da Inclinação Magnética para a época 1945.0. Adaptado de Vestine et al, 1947. Indicam-se as localização para aquela épocados pólos magnéticos norte e sul.

1.2 Componentes do Campo Magnético da Terra
Sendo o CMT um campo vetorial, a sua medição exige o conhecimento da sua amplitude e dos dois ângulos -declinação e inclinação - ou a medição das suas três componentes num referencial conhecido.
É habitual utilizar-se um referencial cartesiano local para cada ponto de observação, em que o eixo dos z coincide com avertical (positivo para cima), o eixo dos x com o meridiano geográfico (positivo para norte) e o eixo dos y com um paralelo (positivo para este). A componente vertical é habitualmente designada por Z, a componente sul-norte por X e a componente oeste-leste por Y.

Figura 2 – Componentes do Campo Magnético da Terra

As componentes X e Y podem ser utilizadas para definir a denominadacomponente horizontais H do campo magnético.
A relação entre estas grandezas e os ângulos de declinação e inclinação pode ser expressas matematicamente da seguinte maneira:

H=X2+Y2

D= atan(X/Y)

I=a tan(HZ)

1.3 As equações de Maxwell
O campo eletromagnético é do ponto de vista da física clássica, descrito por um conjunto de equações denominadas “Equações de Maxwell” que se podem escrever...
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