1º Trabalho Prático lab fisica 3

7/24/2019 1 Trabalho Prtico lab fisica 3

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28/10/2015 1 Trabalho Prtico

http://www.dfq.pucminas.br/apostilas/eng_fis3/fis3_Indu%C3%A7%C3%A3o%20Eletromagn%C3%A9tica.htm 1/6

T r a b a l h o P r t i c o F s i c a l l l

Induo Eletromagntica

OBJETIVOS

Verificar experimentalmente a lei de Faraday, analisar em que condies ocorre a induo

eletromagntica e verificar a veracidade da lei de Lenz.

INTRODUO

As linhas de induo magntica aparecem quando temos um m ou um dispositivo onde circula

corrente. No exemplo abaixo podemos v-las:

Na ilustrao acima temos uma espira circular, percorrida por corrente, em sentido anti-horrio.

Podemos ver as linhas de induo passando de baixo para cima dentro da espira. Quando estas linhas

atravessam uma rea, como no caso, falamos em fluxo. O fluxo na figura constante no tempo, pois a corrente

constante.

Vejamos outro exemplo:

Temos agora um solenide percorrido por corrente. O fluxo magntico muito semelhante s linhas de

fluxo num m. Observe estas linhas dentro e fora do solenide. Como o fluxo se relaciona rea, ele muito


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mais intenso no interior do solenide.

Mas vamos supor que a corrente no seja constante, em nenhum dos dois exemplos. O fluxo tambm

no seria constante. Pense, por exemplo, se a corrente fosse uma funo do tempo. O fluxo tambm seria, pois

em ltima anlise, o fluxo depende diretamente da corrente.

Faraday descobriu que, quando, num circuito fechado, ocorre variao do fluxo magntico com o tempo,

surge neste circuito uma fora eletromotriz induzida. E o que mais incrvel: este circuito ter corrente e ter

linhas de induo, sem ter qualquer fonte!

Hoje em dia muito grande a aplicao desta descoberta. A energia eltrica que consumimos em

nossas casas e nas indstrias seria totalmente invivel, no fosse o fato disso acontecer.

De forma matemtica, podemos escrever esta lei da seguinte forma:

(9.1)

Esta equao simples conhecida como Lei de Faraday. Temos que mencionar aqui Lenz, que lembrou

a Faraday que "o sentido da fora eletromotriz induzida sempre era aquele que contraria a variao do fluxo". Se

voc pensar bem, este raciocnio de Lenz nada mais do que a maior lei da natureza: tudo tende ao estado de

equilbrio! O sinal negativo na lei de Faraday expressa isto.

Talvez isto ainda no faa muito sentido para voc. Ento vejamos outro exemplo de induo

eletromagntica:

Um circuito completo, tal como o primrio, tem resistncia e fonte. O secundrio no tem fonte. Se, no

primrio, a corrente est aumentando com o tempo, haver, ento, dentro da espira secundria, um campo

magntico que aponta para dentro do plano da pgina, e estar crescendo no tempo! Ora, para deixar as coisas

como eram, o secundrio reage, criando uma corrente, que cria um campo, apenas para cancelar o crescimento

do campo citado antes. Este campo induzido mostrado na figura, saindo da pgina (smbolo ).

O sentido da corrente induzida, e o do campo induzido, sero sempre dependentes do que est

acontecendo com o fluxo do primrio. O que aconteceria com o sentido do campo e da corrente induzidos se a corrente do primrio fosse

decrescente, em vez de crescente?


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PROCEDIMENTO

a) Material utilizado:

Kit Pr-Fsica

b) Descrio dos experimentos:

1. Induo eletromagntica

1.1. Material a ser utilizado:

Ampermetro CA

m cilndrico

Barra de estanho

Haste de alumnio

Bobina de 600 + 600 espiras

Cabos de ligao

1.2. Montagem:

1.3. Escolha a menor escala do ampermetro.

1.4. Ligue ao ampermetro a bobina de 600 + 600 espiras pelos pinos das extremidades, isto ,

utilize 1200 espiras. Coloque o m dentro da bobina.

1.5. Retire lentamente o m e observe a deflexo do ponteiro do ampermetro. Explique.

1.6. Introduza o m lentamente dentro da bobina, observando novamente a deflexo do ponteiro

do ampermetro. Explique, comparando com o item anterior.

1.7. Varie o nmero de espiras da bobina, ligando-a pelo pino central e pino da extremidade, isto, 600 espiras. Repita o procedimento feito anteriormente. Explique o que ocorre agora.

1.8. Faa um movimento de vaivm com o m e observe a deflexo do ponteiro do

ampermetro. O que est acontecendo? Explique.

1.9. Repita os procedimentos 1.4 e 1.5, substituindo o m pela barra de estanho e depois pela

haste de alumnio. Explique o que ocorre.

2. O transformador


Bobina de 300 espiras

Ncleo em forma de U


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Ncleo em forma de I

Lmpadas de 3 V

Suporte para lmpadas de 3 V

Cabos de ligao

2.2. Montagem:

2.3. Ligue a bobina de 300 espiras rede eltrica local (110 V). Este ser o primrio do

transformador.

2.4. Usando o cabo de ligao, enrole 2 espiras no secundrio (observe a figura), conecte

lmpada e observe seu brilho. Explique.

2.5. Enrole mais espiras no secundrio, verificando sempre o brilho da lmpada. Explique ofenmeno que ocorre quando se aumenta o nmero de espiras do secundrio.

3. Solda eltrica



Bobina de 5 espiras com plos

Ncleo em forma de U

Ncleo em forma de I

Pregos

Lmpadas de 3 V

Suporte para lmpadas de 3 V

Cabos de ligao

3.2. Montagem:


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3.3. Monte o transformador com a bobina de 300 espiras no primrio e a bobina de 5 espiras no

secundrio, conforme a figura 1 da montagem.

3.4. Coloque o prego entre os plos da bobina de 5 espiras e aperte bem os grampos de fixao

3.5. Ligue o primrio rede eltrica local. O prego, devido alta corrente, se aquecer ao rubro

at se fundir. Explique este fenmeno.

3.6. Em seguida, mantendo o transformador ligado rede eltrica, aproxime os pedaos do

prego at o contato entre eles. A corrente se estabelecer e o prego ficar aquecido ao rubro. Ento, mantendo

os dois pedaos unidos, desligue o transformador da rede eltrica, at que o prego esfrie um pouco. Os pedaosestaro soldados. Explique este fenmeno.

3.7. Substitua o prego pela lmpada de 3 V, conforme a figura 2 da montagem. Explique porque

o filamento da lmpada no se funde, como o prego.

4. Lei de Lenz


Bobina de 600 + 600 espiras

Ncleo em forma de U

Ncleo em forma de I

Anis de alumnio

Anel de ferro

Cabos de ligao

4.2. Montagem:

4.3. Encaixe o anel de alumnio fechado no ncleo em forma de I, conforme mostra a figura da

montagem.

4.4. Usando 1200 espiras, ligar rede eltrica e observar o anel de alumnio.

4.5. Usando agora 600 espiras, ligar rede local e observar o anel de alumnio. Explique o que


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ocorreu neste e no procedimento anterior, de acordo com a lei de Lenz.

4.6. Repita os procedimentos anteriores, substituindo o anel de alumnio fechado pelo aberto.

Explique o que se observa.

4.7. Repita agora os procedimentos substituindo o anel de alumnio fechado pelo de ferro.

Explique o que ocorre.

5. Forno de induo



Ncleo em forma de U

Ncleo em forma de I

Calha para gua

Cabos de ligao

5.2. Montagem:

5.3. Monte o transformador com a bobina de 300 espiras no primrio e a calha no secundrio,

conforme a figura da montagem.

5.4. Coloque gua na calha e ligue o transformador rede eltrica. Aguarde e explique o que se

passa.

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