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Faculdades de Engenharia Elétrica, Eletrônica e de Telecomunicações

LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL III

FUNDAMENTO TEÓRICO

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Este material foi desenvolvido pela equipe de professores de Física Geral e Experimental da Universidade Santa Cecília. Coordenador: Prof. Sc. M. Luis Fernando Ferrara Professores: Prof. Dr. Djalmir Correa Mendes Profª. Maria Valéria Barbosa Prof.Vanildo Assis D’Antonio Profª. Sc. M. Walkiria Reche da Silva Pro.f Marcello Fonseca Prof. Sc. M. Rafael Urbaneja Sanchez Prof. Luis Fernando Nogueira

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EXPERIMENTOS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. OSCILADOR ELETROMAGNÉTICO ...........................4 ONDAS ELETROMAGNÉTICAS................................17 CAMPO MAGNÉTICO..............................................24 CAMPOELÉTRICO.................................................35 POLARIZAÇÃO DIFRAÇÃO EM FENDA ÚNICA DIFRAÇÃO EM FENDA DUPLA REDES DE DIFRAÇÃO

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EXPERIMENTO 1:

“OSCILADOR ELETROMAGNÉTICO”

ATIVIDADES PRÁTICAS 1 e 2

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1.1. FUNDAMENTO TEÓRICO 1.1.1. INTRODUÇÃO Da mesma forma como fizemos em estudos anteriores em que utilizamos um oscilador harmônico, do tipo massa-mola para compreendermos o comportamento dasondas mecânicas, vamos utilizar um oscilador elétrico para compreendermos o comportamento das ondas eletromagnéticas. Nestas condições, certamente o circuito “LC” representa a melhor maneira de se fazer essa abordagem. 1.1.2. O CIRCUTO LC Quando trabalhamos com tensões ou correntes que variam no tempo, em particular correntes alternadas, dois tipos específicos de componentes eletrônicos devemreceber atenção especial: os capacitores e os indutores. Juntamente com os resistores são os elementos mais antigos e mais utilizados em qualquer equipamento eletrônico; mesmo com a atual tendência de aplicação, em larga escala, de circuitos integrados esses componentes não perdem sua importância. Por isso vamos analisar alguns aspectos interessantes desses componentes. 1.1.2.1. CAPACITORES Um capacitoré um sistema de dois condutores metálicos de formato qualquer e isolados, geralmente denominados placas, armaduras ou eletrodos. Carregar um capacitor significa retirar uma certa quantidade de carga (Q) de uma das placas e depositá-la na outra, e isso se consegue mediante a aplicação de uma diferença de potencial, ou ddp (V) entre elas. O capacitor tem inúmeras aplicações em eletrônica, como porexemplo, o armazenamento de energia elétrica, através da carga e descarga de suas placas. Esse processo pode se repetir por inúmeras vezes na unidade de tempo. Os capacitores podem também, para pequenas variações da diferença de potencial, fornecer ou absorver cargas elétricas, podem ainda gerar campos elétricos muito intensos em pequenos espaços. 1.2.1.1.1. FUNCIONAMENTO BÁSICO DO CAPACITORQuando os eletrodos do capacitor estão eletricamente neutros, dizemos que o capacitor está descarregado. Ao conectarmos o capacitor a um gerador (como de início há uma diferença de potencial entre ao eletrodo e o terminal do gerador ao qual está ligado), se estabelece um fluxo ordenado de elétrons nos fios de conexão. Na Figura 4 abaixo, o eletrodo A tem, inicialmente, potencial elétrico nulo e estáconectado ao terminal positivo da pilha; logo, os elétrons migram do eletrodo para a pilha, já o eletrodo B, que também tem potencial elétrico nulo, está conectado ao terminal negativo da pilha, e assim elétrons migram do terminal da pilha para o eletrodo B.

Figura 4 – Ilustração da carga de um capacitor. Com o passar do tempo, o eletrodo A perde elétrons, e portanto se eletriza positivamente eseu potencial elétrico aumenta; processo análogo ocorre no eletrodo B, só que com sinal contrário, ou seja, B ganha elétrons, eletrizando-se negativamente, e seu potencial elétrico diminui. Esse processo cessa quando os potenciais elétricos das armaduras se equilibram com os potenciais elétricos dos terminais do gerador, ou seja, quando a diferença de potencial elétrico (ddp) entre as armaduras...
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