UFU – Universidade Federal de Uberlândia

Física Experimental II

Relatório 8

Medida do Campo Magnético da Terra

(Relatório relacionado à prática 8)

Introdução

A Terra em que vivemos possui um campo magnético e os efeitos da sua existência já eram conhecidos pela civilização antiga chinesa e foi também usada para orientação na época dos descobrimentos. No seu livro De Magnet de 1600 Gilbert considerou, pela primeira vez, que a Terra comportava-se como um gigantesco íman permanente.[1]

O campo magnético terrestre assemelha-se a um dipolo magnético com seus pólos próximos aos pólos geográficos da Terra. Uma linha imaginária traçada entre os pólos sul e norte magnéticos apresenta uma inclinação de aproximadamente 11,3º relativa ao eixo de rotação da Terra. A teoria do dínamo é a mais aceita para explicar a origem do campo. Um campo magnético, genericamente, se estende infinitamente. Um campo magnético vai se tornando mais fraco com o aumento da distância da sua fonte. Como o efeito do campo magnético terrestre se estende por várias dezenas de milhares de quilómetros, no espaço ele é chamado de magnetosfera da Terra.[2]

O módulo deste campo magnético varia entre 20 a 60 μ T (10−6T). Devido às

condições geológicas específicas de determinadas regiões podem ocorrer anomalias com o valor do campo magnético esperado para aquele local.

Neste experimento será medida a componente horizontal do campo magnético sobre a mesa no laboratório. A principal contribuição para este campo será o campo da terra. Entretanto, a proximidade de materiais magnéticos (objetos de ferro no geral), próximos ao local da medida, pode influir no valor total do campo medido.

Uma forma simples e razoavelmente precisa de se medir a componente horizontal do campo da Terra é utilizando uma bússola e um campo magnético conhecido. Neste experimento, o campo conhecido será aquele produzido no centro de uma bobina de Helmholtz, a qual consiste de duas bobinas circulares, planas, cada uma contendo N espiras com correntes I fluindo no mesmo sentido. [3]

Figura 1: Ilustração das linhas de indução magnética B da terra.

Objetivos

O objetivo do experimento foi determinar o valor da componente horizontal do campo magnético local.

Metodologia

Primeiramente mediu-se o valor médio de R (raio) e a (metade da distância entre as bobinas).

P ●

A R

E

Passou a bússola sobre toda a região da mesa e posicionou a bobina numa região onde se considera haver a menor influência possível de materiais magnéticos locais.

A bússola foi colocada na posição central das bobinas (ponto P). As bobinas foram orientadas de modo que seu eixo (direção a normal ao seu plano) aponte na direção leste-oeste, à 45º do norte. Anotou-se a corrente q passava neste momento.

O circuito foi montado como mostra a figura.

Figura 2: Circuito para aplicação de corrente na bobina de Helmholtz.

Figura 3: Posição dos campos magnéticos e da agulha da bússola

Como a tgθ= BBH

, e tgθ = 1, então B = BH.A equação que será usada para calcular o campo magnético entre as bobinas,

esse que é igual ao campo terrestre, será:

B=(μ0 N R2) i

(R2+a2)32 (Equação I) [4]

Resultados e Discussões

Os parâmetros encontrados experimentalmente foram:

N=154R=0,199 ma=0,099 mi=0,033 A

Como µ0=1,26. 10−6 Tm / A e aplicando os valores encontrados na Equação I tem-se:

B=(1,26. 10−6 .154 . 0,014 ) 0,033

(0,014+0,01)32

B=2,72. 10−6 .8,9B=2,4. 10−5 T

Conclusão

O objetivo foi alcançado, pois foi calculado o campo magnético da Terra.

Referências Bibliográficas

[1] INSTITUTO DE METEOROLOGIA, IP PORTUGAL. Disponível em <http://www.meteo.pt/pt/enciclopedia/geomagnetismo/index.html>Acessado em 01 de dezembro 2011.

[2] WIKIPÉDIA. Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre> Acessado em 01 de dezembro 2011.

[3] Disponível em <http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v25_40.pdf.> Acessado em 01 de dezembro 2011.