Relatorio de fisica experimental

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA E MATEMÁTICA

FERNANDA CRISPIM DOS SANTOS
MATHEUS ARAÚJO DE ASSIS
ENGENHARIA AMBIENTAL / TURMA COMUM. 3 – G 4

TENSÃO INDUZIDA POR UM CAMPO MAGNÉTICOVARIÁVEL

PRÁTICA 11 – 01 DE OUTUBRO

BELO HORIZONTE
1º SEMESTRE DE 2012
1 - Introdução
A força eletromotriz ɛ que é induzida em torno de um caminho fechadoé igual à taxa de variação do fluxo de campo magnético na área interceptada por esse caminho, isto é, conforme a Lei de Faraday.
ɛ = dϕB/dt, onde ϕB = ∫ B.dA é o fluxo magnético através de uma superfície e dA é um vetor perpendicular a essa superfície e tem modulo dA. O sinal negativo na equação (1) determina a polaridade da força eletromitrize tem uma interpretação física simples, conhecida comoLei de Lenz – polaridade da força eletromotriz induzida é tal que tende a produzir uma corrente que cria um fluxo magnético para se opor à variação do fluxo que a gerou.
Para o caso especial representado na figura 1, em que uma superfície plana de área A está em um campo magnético uniforme B, que faz um ângulo θ com dA, o fluxo magnético através dessa superfície é dado por ϕB = BAcosθ.Fig1: linhas de campo magnético através de uma superfície plana de área A
Considere as bobinas circulares representadas na figura 2. As duas bobinas maiores são separadas por uma distancia igual a seus raios e formam um conjunto chamado de bobina Helmholtz. Ligando-se a essa bobina uma fonte de corrente alternada, produz-se na região central, um campo magnético variável (no tempo) e aproximadamenteuniforme (no espaço), que pode ser escrito da seguinte forma:
B(t) = B0cosωt,
Onde, B0 é a amplitude do campo e ω = 2f, sendo f a frequência de oscilação da corrente.

Fig2: uma bobina de Helmholtz, ligada a uma fonte de corrente alternada, produz um fluxo magnético variável em seu interior. Esse fluxo dá origem a uma força eletromotriz induzida na outra bobina (menor), cujo valor é medidocom o voltímetro.
Esse campo magnético produz na bobina circular menor, de area A e com N espiras, um fluxo magnético variável que é dado por:
ϕB(t) = N B0 A cosθ cosωt,
sendo θ o ângulo entre B, vetor campo magnético da bobina de Helmholtz, e a normal ao plano da bobina menor.
Uma força eletromotriz alternada será induzida na bobina menor dada por:
ɛ(t) = ɛ0senωt,
sendo que ɛ0 = N A B0 ωcosθ
2 - Parte Experimental
2.1 - Objetivo
* Verificar a indução de uma força eletromotriz em uma bobina devido à variação de fluxo magnético;
* Medir a força eletromotriz induzida em uma bobina em função do ângulo que se forma entre seu eixo e a direção de um campo magnético variável.
2.2 - Material Utilizado
* Microamperímetro analógico (galvanômetro) com zero central;
*Bobina com aproximadamente 1200 espiras;
* Multímetro digital;
* Fonte de corrente alternada;
* Bobina de Helmholtz;
* Cabos para conexões elétricas.
2.3 - Procedimento
Observação da corrente induzida em uma bobina.
* Conectou-se a bobina de 1200 espiras ao microamperímetro analógico;
* Observou-se a corrente indicada no microamperímetro, e movimentou-se o imã ao longo doeixo da bobina, aproximando-o e afastando-o dela;
* Repetiu-se esse procedimento, invertendo-se os pólos de imã e, também, variando-se a velocidade dele em relação à bobina;
Medição da força eletromotriz induzida em uma bobina
* Montou-se o circuito representado na figura 2. A bobina de helmholtz foi conectada à fonte de corrente alternada, e o voltímetro à bobina menor. Todos os cabos deconexão foram trançados em pares para evitar campos magnéticos adicionais indesejáveis;
* Girou-se a bobina menor até alinhar o dela com o da bobina de Helmholtz. Ajustou-se a tensão alternada da fonte de 14 voltz e, com o voltímetro, observou-se a força eletromotriz induzida na bobina menor;
* Mediu-se o valor da força eletromotriz induzida na bobina menor para diferentes ângulos θ e...
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