Relatório Campo magnético

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CAMPO MAGNÉTICO
OBJETIVOS
Os objetivos deste experimentos são:
Verificar que o campo magnético de uma bobina é proporcional ao número de espiras e à corrente;
Determinar experimentalmente o valor da componente horizontal do campo magnético terrestre, na região de Maringá;
Determinar o campo magnético de uma bobina;
Verificar a dependência do campo magnético de uma bobina com a distância (x), no eixo da mesma;
Determinar a permeabilidade magnética do vácuo.
MATERIAL UTILIZADO
�
Amperímetro;
Bússola;
Cavalete de madeira;
Fonte de tensão;
Fio condutor;
Dois resistores (~25 Watts e 4,5 ();
Cabos;
Jacarés;
Régua.
�
CÁLCULOS E RESULTADOS
Figura 1: Orientação da bobina.
								Norte
				 b
						 i
	 Oeste				BT	 Leste
Eixo da bobina
							BB
		 a
			 i
	 Sul
Figura 2: Orientação do campo magnético resultante.
				 BT
						 BR
				 (
							 BB
Figura 3: Circuito RL.
					-	+
							 +
				 L			
							 -
					 R
		Equações:
�
Equação 34:		
Equação 36:		
Equação 37:		
Equação 38:		
Questões:
Com base nos itens 3 a 6 do procedimento, o que você conclui sobre o campo magnético criado por uma bobina?
	R: Primeiramente, quando se liga a fonte, percebe-se que a agulha da bússola sofre um desvio. Isso comprova a existência de um campo magnético ( a agulha sofre um desvio na direção do campo magnético). Quando se aumenta a tensão nos terminais da fonte, pode-se observar que o desvio da agulha aumenta. Quando se aumenta o número de espiras para uma corrente constante, o campo magnético aumenta, e o desvio observado da agulha da bússola é maior. Se o sentido da corrente for invertido, o desvio da bússola será o mesmo, mas para o outro lado.
Complete a Tabela (8).
	R: A Tabela (8) mostra a variação do campo magnético em função da corrente elétrica.
i (A)
0
0,2(0,1
0,4(0,1
0,6(0,1
0,8(0,1
1,0(0,1
1,2(0,1
1,4(0,1
1,6(0,1
1,8(0,1
( ( º )
0
23(3
40(3
50(3
58(3
63(3
65(3
68(3
70(3
73(3
tan (
0
0,424
0,839
1,192
1,600
1,963
2,145
2,475
2,747
3,271
N = 10
a = 0,255 m
b = 0,255 m
Trace o gráfico tan( x i e determine a inclinação da reta. Com o auxílio das Eq. (34) e Eq. (36), determine o valor do campo magnético terrestre (componente horizontal) na região de Maringá.
	R: O gráfico (gráfico 1) se encontra no Anexo 1. Como a equação da reta ajustada é y = 1,8158x, a inclinação da reta é y/x = 1,8158.
	Pela Eq. (34), calculamos o campo magnético da bobina, e encontramos BB = 4,437x10-5 T. E pela Eq. (36) calculamos o campo magnético terrestre na região de Maringá, BT = 2,443x10-5 T.
Complete a Tabela (9), utilizando, no cálculo de BB, o valor de BT encontrado.
	R: A Tabela (9) mostra a variação do campo magnético ao longo do eixo do solenóide.
x (m)
0
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
( ( º )
63(3
58(3
48(3
35(3
28(3
15(3
10(3
5(3
3(3
1(3
0(3
tan (
1,963
1,600
1,111
0,700
0,532
0,268
0,176
0,087
0,052
0,017
0
BB (10-5T)
4,796
3,909
2,714
1,701
1,300
0,655
0,430
0,213
0,127
0,042
0
Trace o gráfico BB x x. O que você conclui?
R: O gráfico (gráfico 2) se encontra no Anexo 1. Pelo gráfico, percebe-se que o campo magnético da bobina (BB) decai exponencialmente à medida que o valor de x (distância ao eixo do solenóide) aumenta.
Tomando o valor experimental para BB, no ponto x = 0,20 m e utilizando as Eq. (37) ou Eq. (38), determine a permeabilidade magnética do vácuo (ou ar).
R: Como a = b, devemos usar a Eq.(38). A partir dessa equação e do valor do campo magnético da espira para x = 0,20 m, BB = 1,300x10-5 T, obtém-se o valor da permeabilidade magnética do vácuo (ou ar), (0 = 3,27x10-7(x10-7 wb/A.m.
Compare com o valor teórico e ache o desvio percentual.
R: Comparando o valor obtido de (0 com o valor teórico (4(x10-7 wb/A.m), o desvio percentual encontrado é de 18,25 %.
Cite algumas prováveis fontes de erro na determinação de BT e (0, nesta experiência.
R: Algumas prováveis fontes de erro são a visualização dos valores dos ângulos na bússola, erro na medição de a e b, que são usados nas equações elevados a segunda potência, gerando um erro ainda maior por propagação. Uma outra fonte de erro são os valores das correntes, já que é difícil obter o valor exato para a corrente fazendo o ajuste pela fonte de tensão. A bússola pode não ter sido colocada exatamente sobre as marcações das medidas de x, causando também um desvio no valor de x (que também é elevado a segunda potência para o cálculo de (0).
	Gráficos: Anexo 1
ANÁLISE DOS RESULTADOS
	Analisando os valores teórico e experimental da permeabilidade magnética, vê-se que o desvio percentual foi muito alto (18,25 %). Em um laboratório, o erro aceitável é de até 10 %. As possíveis fontes de erro já foram citadas na resposta da pergunta 08. Esse grande desvio percentual obtido comprova que a realização do experimento não foi muito boa.
CONCLUSÃO
Neste experimento estudou-se o comportamento de um campo magnético e observou-se suas mudanças quando se variava a corrente e a distância ao eixo do solenóide.
O primeiro gráfico nos dá o valor de BB/BT, que é a inclinação da reta ajustada. E o gráfico 2 nos mostra que o campo magnético varia exponencialmente com a distância x (distância ao eixo do solenóide).
O valor do campo magnético terrestre na região de Maringá encontrado foi de 2,443x10-5 T, e a permeabilidade magnética experimental para o vácuo (ar) encontrada foi (0 = 3,27x10-7(x10-7 wb/A.m.
Concluindo, s objetivos do experimento foram atingidos.
BIBLIOGRAFIA
HALLIDAY, D; RESNICK, R;WALKER,J. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. Vol 3, 4( edição, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A..R. J., 1996.
ANEXO 1: GRÁFICOS
A
_993011557.unknown
_993011761.unknown
_993011862.unknown
_993011315.unknown