Universidade Federal de Campina GrandeCentro de Cincia e Tecnologia - CCTUnidade Acadmica de Fsica UAFLab. tica Eletricidade e Magnetismo

CAMPO MAGNTICO DE UM E DOIS FIOS PARALELOS E LONGOS

Aluno: Luana do Nascimento RochaMatricula: 113112066Turma: 01(Seg: 8-10;Qua:10-12) Professor: Laerson DuarteNota:

Campina Grande, 04 de Abril de 20141. Introduo

O fsico OERSTED descobriu que as correntes eltricas produzem campos magnticos. Atravs de observaes concluiu que os campos magnticos so originados por correntes at mesmo em ims permanentes que possuem correntes microscpicas. O campo magntico proveniente de uma corrente que passa por um condutor reto circular (co-axial) ao fio onde as linhas do campo magntico so perpendiculares ao condutor. As linhas de fora de campo magntico produzido por uma corrente eltrica que passa num condutor retilneo so circulares e existem em planos perpendiculares ao condutor. A representao feita num plano valida para todos os planos (em nmero infinito).Conforme a figura acima a determinao do campo produzido por uma corrente ao circular por um fio de comprimento infinito pode ser feita atravs da lei de mpere .Onde a campo pode ser calculado com a frmula abaixo:

mpere observou experimentalmente que dois fios longos e paralelos separados por uma distncia d, percorridos por correntes que esto no mesmo sentido se atraem mutuamente (onde a fora magntica tem o mesmo sentido uma da outras direes opostas) e que se as correntes so em sentidos opostos eles se repelem (onde a fora magntica tem o mesmo sentido e direes).Pode-se determinar o campo magntico ao redor de dois condutores, isto , o campo que atuaria sobre uma outra corrente ou sobre uma agulha imantada situada nas proximidades, somando vetorialmente os campos correspondentes s correntes ia e ib. Este campo est esquematizado abaixo.

Observe que os condutores se repelem quando as linhas de campo so mais densas na regio compreendida entre eles do que na regio externa a eles e que se atraem, quando as linhas so mais densas fora do que entre eles. As linhas de B atuam como se fossem alas de borracha, que resistem ao serem distendidas ou comprimidas. Imaginando deste modo as linhas de campo total, podemos ter uma ideia sobre as foras e os movimentos de correntes em campos magnticos sem a necessidade de fazer clculos detalhados.

Principio da superposio Em cada regio definida pela configurao dos dois fios, teremos um campo resultante de dois vetores, uma vez que o Campo magntico uma grandeza vetorial, para fios longos a soma vetorial sempre poder ser tomada como uma soma algbrica, pois os valores so sempre colineares, isto , de mesma direo podendo mudar de sentido.

Considerando a figura abaixo:

Dividimos o espao em trs regies I, II, III, e calculando-se o campo B nestas regies, superpondo os dois campos tm-se:Na regio I:

BT = (- < r < 0)Na regio II:

BT = ( 0 < r < d )Na regio III:

BT = ( d < r < + )

2. ObjetivosNeste experimento temos como objetivos verificar a validade da Lei de Ampre em se tratando do campo produzido por fios longos, como tambm a comprovao do princpio da superposio de campos magnticos para campos produzidos por dois fios paralelos e muito longos e a aplicao do princpio da induo na medio de campos.

3. Material utilizado

Dois fios Longos; Reostato; Bobina de Deteco; Fonte de tenso alternada; Ampermetro; Multmetro.

4. Procedimento Experimental

4.1 Montagem com um fio paralelo e longo

Primeiro montamos o circuito apresentado logo abaixo. Aps a montagem, ligamos a fonte, estabelecendo cuidadosamente uma corrente de 2,0 A no circuito e manipulando a fonte e o reostato de forma que ela fosse adquirida. Lembrando que a bobina deve estar sempre paralela ao fio, anotamos os parmetros da bobina e o nmero de espiras, bem como a ddp de acordo com a variao do raio (distncia entre o fio e a bobina) descritos na tabela 1. Depois fixamos o raio em r= 4,0 cm e variamos a tenso. Os dados obtidos encontram-se na tabela 2.

4.2 Montagem com dois fios paralelos e longos

Ligamos novamente a fonte, e estabelecemos cuidadosamente uma corrente de 2,0 A no circuito, manipulando para isso a fonte regulvel e o reostato.Medimos a tenso induzida em funo da distncia r at o fio 1, na regio externa. Variamos r a intervalos de 2,5 cm at 16,5 cm de distncia. Os dados obtidos encontram-se na tabela 3.Fizemos o mesmo para a regio entre os dois fios longos (regio 2). Dados na tabela 4.

5. Resultados e Discusses

5.1 Montagem com um fio paralelo e longo

Considerando o primeiro valor para r a distncia do meio da barra que contm o fio ao meio da barra da bobina de prova, na qual est enrolada o fios para a induo. Tem-se:r(cm)2,53,54,55,56,57,58,59,510,511,512,513,514,5

ERMS(mV)15,011,08,06,05,04,03,02,02,01,01,01,00,0

Tabela 1. I fixa e r varivelDepois, mantendo a bobina de deflexo a uma distncia fixa de 4,0 cm do fio, variamos a corrente aplicada ao circuito de 0 2A, em intervalos de 0,2A, onde:r(cm)0,40,60,81,01,21,41,61,82,0

ERMS(mV)5,05,06,08,010,010,011,012,014,0

Tabela 2. r fixo e I varivel

5.2 Montagem com dois fios paralelos e longos

Para a regio externa (regio I) tem-se:r(cm)2,53,54,55,56,57,58,59,510,511,512,513,514,515,516,5

ERMS(mV)13,09,06,04,03,02,02,01,01,01,01,01,01,01,01,0

Tabela 3 .Regio I- I fixa e r varivel

Para a regio entre os fios (regio II) tem-se:r(cm)2,53,54,55,56,57,58,59,510,511,512,513,514,515,516,5

ERMS(mV)17,013,011,09,08,07,06,06,05,06,07,07,08,09,011,0

Tabela 4 . Regio II- I fixa e r varivel

A partir dos dados obtidos construmos os grficos da f.e.m em funo de 1/r e de da f.e.m em funo de IRMS. Logo aps, calculamos o valor de terico NS, que dado por NSTerico = 1100x(0,355x0,0084) = 3,28. Os dados seguem em anexo. O erro entre NSTerico e NSExp para a tabela 1 foi de19,2%. J para a tabela 2 foi de 12,3%.Calculou-se ERMS Terico= 1,97. 10-3 V. O erro em relao ao ERMS Exp = 1,52. 10-3 V calculado para a tabela 1, com r = 4,0 cm foi de 12,3%.

6. Concluso

Conclui-se com os dados obtidos que, embora os erros calculados tenham sido um pouco altos, o objetivo da experincia foi concludo com xito, pois foi possvel verificar a Lei mpere em campos magnticos produzidos por fios longos bem como a comprovao do princpio da superposio dos campos produzidos por dois fios longos.Notamos que os erros cometidos foram decorrentes da no utilizao de equipamento ideal, e da no utilizao de escalas mais precisas do voltmetro, pois trabalhamos na faixa de limite inferior da escala do voltmetro.

7. Referncias

Apostila de laboratrio de ptica, eletricidade e magnetismo. Parte 3: Magnetismo.