Projeto de uma papelaria

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UFF - UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE.
IF – INSTITUTO DE FÍSICA.

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL III/XX.
ALUNOS: BRUNO DOS SANTOS BATISTA.
DUANNI RAFAEL SANTOS DEJEAN.
GABRIEL ALEXANDRE VASCONCELOS.
TURMA: PQ – QUARTA – 14H /16H
PROFESSOR: ERNESTO GALVÃO.
DATA DA PRÁTICA: 10/06/2009.






LABORATÓRIO-9: CAMPO MAGNÉTICO PRODUZIDO POR CORRENTE ELÉTRICA.Niterói, junho de 2009.

• OBJETIVO:


Nesse experimento buscamos medir o campo magnético gerado por uma corrente elétrica em uma bobina de Helmholtz, bem como o campo gerado pela Terra.
Também buscamos comparar valores teóricos e experimentais para tais campos além de evidenciar o funcionamento de um teslametro.• INTRODUÇÃO TEÓRICA:

A lei de Biot-Savart é uma lei no eletromagnetismo que descreve o vetor indução magnética [pic] em termos de magnitude e direção de uma fonte de corrente, da distância da fonte de corrente elétrica e a permeabilidade do meio. A lei de Biot-Savart pode ser usadapara derivar a lei de Ampère e vice-versa. A lei recebe esse nome em homenagem aos físicos franceses Jean-Baptiste Biot e Félix Savart.

Em particular, se definimos um elemento infinitesimal de corrente [pic] então o elemento infinitesimal de campo magnético é


[pic]


Onde μ é a permeabilidade magnética do meio, [pic] é a corrente elétrica, medida em ampères, [pic]é o vetordiferencial do comprimento do elemento de corrente, [pic]é o vetor unitário que dá a direção e o sentido do vetor que liga o elemento de corrente até o ponto onde se quer calcular o campo e [pic]é o vetor que liga o elemento de corrente até o ponto onde se quer calcular o campo.

Integrando sobre toda a espira, conclui-se que o campo a uma distância z do seu centro será dado por:
[pic]
Onde R é oraio da bobina circular e z é a distância entre o centro da bobina e o ponto em questão. Além disso, o sentido e a direção de B são idênticos ao do momento de dipolo magnético μ da bobina, que é dado pela regra da mão direita.
Duas bobinas de N = 154 espiras circulares, colocadas em planos paralelos separados por uma distância R formam uma configuração chamada de Helmhotz, que gera um campomagnético aproximadamente uniforme na região média das duas espiras.


Teslametro


O teslametro é um medidor de campo magnético que usa o princípio do efeito Hall, que é um efeito que nos permite descobrir se os portadores de carga num condutor transportam carga positiva ou negativa. O aparelho converte a diferença de potencial nos extremos da sonda em valor de campo magnético na unidademili-Tesla (10-3 T).




Medição do campo magnético da Terra


O método da medida do campo magnético da Terra consiste em aplicar um campo magnético perpendicular a este sobre uma bússola, onde esta se orienta na direção do campo resultante. Relacionando o ângulo de desvio e com o campo aplicado podemos medir o campo magnético da Terra.
Se a bússola for colocada no centro daconfiguração de Helmhotz, garantindo a homogeneidade do campo na região da bússola e com isso conheceremos a relação entre campo e a corrente que o gera, desta forma têm-se a relação entre o ângulo de desvio e a corrente da bobina:


tan θ = B/ BT




O que leva a:
tan θ = μ0 Ni R2 / BT(R2 + z2) 3/2




Fazendo um gráfico tan θ X i a partir do coeficiente angular da reta pode-secalcular o campo magnético da Terra.









































• METODOLOGIA E RESULTADOS:





1) Medição do campo magnético das bobinas.

Material utilizado:
-Par de bobinas de Helmholtz.
-Sonda hall para medir campos magnéticos (teslametro).
-Multímetro.
-Fios para fazer os contatos...
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