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1. Introduo Magnetismo o ramo da cincia que estuda os materiais magnticos, ou seja, que estuda materiais capazes de atrair ou repelir outros. Tambm, a parte da fsica que estuda o campo magntico no vcuo e na matria, seus efeitos sobre a matria, sobre a carga eltrica em movimento e sobre a corrente eltrica. Plos Norte e Sul de um m: ms permanentes e eletroms, podem ser construdos em formas variadas. Mais simples e comuns so ms retos (prismticos ou cilndricos) e ms em U (ferradura). Em geral, constatam-se em um m duas regies nas quais ele manifesta mais intensamente seu magnetismo: so os plos Norte e Sul. Sendo que o plo norte em um m qualquer sempre ser pintado de vermelho e o plo sul de azul.

Suspendendo-se um m em forma de barra, de modo que possa girar livremente em torno de seu centro, observa-se que ele se orienta sempre ao longo de uma mesma direo. Tal direo coincide aproximadamente com a direo nortesul da terra. Esta propriedade dos ms foi utilizada na construo das bssolas magnticas. Os plos de um m recebem as denominaes de plo norte magntico e plo sul magntico, de acordo com a seguinte conveno: plo norte de um m aquela extremidade que, quando o m pode girar livremente, aponta para o norte geogrfico da terra. A extremidade que aponta para o sul geogrfico da terra o plo sul do m. Um m jamais possui um plo s, mas pode exibir mais de dois plos. Avizinhando-se um m a outro, observa-se que dois plos se repelem quando tm nomes iguais ( norte e norte, ou sul e sul), e se atraem quando tm nomes opostos ( norte e sul). Plos magnticos de mesmo nome se repelem e plos

05 magnticos de nomes contrrios se atraem.

As aplicaes do m so importantes e variadas. Citemos : Bssola magntica, galvanmetro, microfone, gravador magntico, fones de ouvido, altofalantes, freio magntico, pequenos motores, pequenos alternadores, medidores eltricos, amortecimento de oscilaes, vdeo de TV, garrafa magntica, bomba magntica(plasma), ccloton, etc.

A Terra um grande m: A Terra age como um enorme m devido a existncia de uma massa de ferro no seu ncleo. Correntes eltricas no ncleo geram a maior parte do campo magntico, embora 10% sejam produzidos por correntes na ionosfera. Os plos mudam de posio lentamente, mas permanecem

06 a cerca de 1600 Km dos plos geogrficos que determinam o eixo da rotao da Terra. Durante muitos anos, vrios filsofos e cientistas tentaram encontrar uma explicao para o fato de um m (como agulha magntica de uma bssola) se orientar na direo norte-sul da Terra. Entretanto, a explicao que hoje sabemos ser correta s veio a ser formulada no sculo XVII pelo mdico ingls W. Gilbert. Em sua obra, denominada De Magnete, publicada em 1600, descreve um grande nmero de propriedades dos ms, observadas experimentalmente por ele, e formula hipteses procurando explicar estas propriedades. Uma das principais idias que ele apresenta em sua obra a de que a orientao de uma agulha magntica se deve ao fato da Terra se comportar como um grande m. Segundo Gilbert, o plo norte geogrfico da Terra seria tambm um plo magntico que atrai a extremidade norte da agulha magntica. De modo semelhante, o plo sul geogrfico da Terra se comporta como um plo magntico que atrai o plo sul da agulha magntica. Em virtude destas foras de atrao, a agulha magntica (ou qualquer outro m em forma de barra) tende a se orientar ao longo da direo norte-sul. fcil perceber, de acordo com esta explicao, que o plo norte geogrfico da Terra um plo sul magntico (pois ele atrai o plo norte da agulha) e o plo sul geogrfico um plo norte magntico. Ento, para efeitos magnticos, podemos imaginar a Terra representada por um grande m, como na figura abaixo.

Inseparabilidade dos plos: Uma outra propriedade interessante dos ms

07 consiste na inseparabilidade de seus plos: verificou-se experimentalmente que no se consegue obter um plo magntico isolado. Qualquer m apresenta sempre, no mnimo, dois plos. A Experincia de Oersted Em 1820, trabalhando em seu laboratrio, Oersted montou um circuito eltrico, tendo nas proximidades uma agulha magntica. No havendo corrente no circuito (circuito aberto), a agulha magntica se orientava na direo norte-sul. A montagem abaixo da figura a semelhante quela feita por Oersted. Observe que um dos ramos do circuito ( fio AB) deve ser colocado paralelamente agulha, isto , deve ser orientado tambm na direo norte-sul.

Ao estabelecer uma corrente no circuito, Oersted observou que a agulha magntica se desviava, tendendo a se orientar em uma direo perpendicular ao fio AB (conforme a figura b). Interrompendo-se a corrente, a agulha retornava sua posio inicial, ao longo da direo norte-sul. Estas observaes realizadas por Oersted mostravam que uma corrente eltrica podia atuar como se fosse um m, provocando desvios em uma agulha magntica, Verificava-se, assim, pela primeira vez, que existe uma relao entre eletricidade e o magnetismo: uma corrente eltrica capaz de produzir efeitos magnticos. O fato bsico do Eletromagnetismo: Como resultado dos estudos de Oersted, foi possvel estabelecer o princpio bsico de todos os fenmenos magnticos : quando duas cargas eltricas esto em movimento, manifesta-se entre elas, alm da fora eletrosttica, uma outra fora, denominada fora magntica. Campo magntico: Uma carga em movimento cria, no espao em torno dela, um campo magntico que atuar sobre outra carga, tambm em movimento, exercendo sobre ela uma fora magntica. Um campo magntico pode ser mapeado em cada ponto em torno de m

08 (seja ele um m natural ou um fio condutor percorrido por uma corrente eltrica). Esse mapeamento realizado com a utilizao de limalha de ferro ou de uma bssola. Na verdade, a bssola um m muito leve, que tem direo e sentido alinhados paralelamente ao campo magntico da Terra. , portanto, muito sensvel presena de campos magnticos. Ao ser aproximado de um m, a agulha da bssola, devido influncia do campo magntico, sofre um desvio. Assim, a agulha pode ser utilizada para indicar a direo do campo em torno do m. A limalha de ferro, quando espalhada ao redor de um m, tambm ajuda a mape-lo, pois assume a orientao do campo magntico, formando o seu desenho:

Quanto ao sentido da fora, existem vrias regras prticas que nos permitem determina-lo. Vamos descrever uma delas , denominada regra do tapa. De acordo com esta regra, para obtermos o sentido da fora magntica que atua em uma carga positiva em movimento, devemos proceder da seguinte maneira: dispomos a mo direita aberta da maneira mostrada abaixo, com o dedo polegar dirigido ao longo do vetor velocidade (v) e os demais ao longo do campo magntico B; o sentido de fora ser aquele para onde fica voltada a palma da mo, isto , o sentido do movimento que deveria ser feito para dar um tapa com a palma desta mo.

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Se a carga lanada no campo magntico for negativa, o sentido da fora ser contrrio quele da fora que atua na carga positiva. Neste caso, voc poder ainda usar a regra do tapa, mas no dever se esquecer de inverter o sentido indicado por esta regra. 2. Objetivos Aprendermos a teoria dos plos dos ms , sua relao com os plos geogrficos e magnticos da terra e a introduo do eletromagnetismo. 3. Parte Experimental 3.1 Materiais - 2 ms em forma de cilindro; - 2 ms em forma de anel; - 1 bssola ; - 1 suporte para bssola didtica; - 1 agulha magntica para bssola didtica; - 1 suporte para amortecedor magntico; - 5 ms anel com plos identificados 40X7 mm; - 1 par de cabos de ligao de 0,5 mm banana/banana; - 1 circuito-fonte DC 17X13 cm com 2 soquetes para uma pilha; 2 bornes para ligao e 1 chave de 3 posies; - 2 pilhas grandes; - 1 bobina com 22 espiras, 60mm, com base de acrlico; 10

- 1 montagem Oersted com 3 bornes. 3.2 Procedimentos -ms (Plos Magnticos): - Pegamos dois ms cilndricos e aproximamos as extremidades com cores iguais (plos iguais). - Viramos um dos ms , aproximamos as extremidades com cores diferentes (plos diferentes). - Aproximamos da bssola didtica um m com o plo pintado de azul. - Aproximamos da bssola didtica um m com o plo pintado de vermelho.

-Descobrindo o Norte Geogrfico: - Posicionamos, com o auxlio da bssola, a bssola didtica de acordo com a foto abaixo:

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Utilizamos da bssola para identificar os plos dos ms cilndricos. - Amortecedor Magntico: -Encaixamos no suporte um m cilndrico tipo anel com a cor vermelha voltada para cima. A seguir, colocamos outro m com a cor vermelha voltada para baixo. - Colocamos os outros ms, seguindo o mesmo procedimento, at encher a haste.

- Detector de Corrente com a Bssola : - Montamos o equipamento conforme figura abaixo:

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- Colocamos a bssola no interior da bobina; - Giramos a placa de acrlico at que a bssola ficasse paralela com a bobina; - Com dois cabos ligamos a fonte de tenso DC1,5 V aos bornes da bobina; - Identificamos o sentido da corrente na bobina ( corrente convencional do plo positivo ao plo negativo); - Com a regra da mo direita, identificamos o sentido do campo magntico externamente a bobina; - Ligamos a chave e observamos o comportamento da bssola; - Invertemos o sentido da corrente e ligamos a chave , observamos o comportamento da bssola. - Experincia de Oersted: - Montamos o equipamento conforme a figura da prxima pgina:

- Colocamos os cabos de ligao de tal modo que, a corrente eltrica, passe pelo lado de cima da agulha magntica; 13

- Giramos o conjunto at que a agulha da bssola fique paralela ao condutor; -Identificamos o sentido da corrente; - Aplicamos a regra da mo direita e identificamos o sentido do campo magntico em torno do condutor; - Ligamos a fonte DC e observamos o comportamento da agulha da bssola; - Invertemos o sentido da corrente eltrica e observamos o comportamento da agulha da bssola; -Mudamos a posio de um cabo de ligao e fizemos a corrente eltrica passar pelo lado de baixo da agulha da bssola.

4. Resultados - Procedimento ms (Plos Magnticos): - Resultados dos itens 1 e 2 : sendo N plo norte ( pintado com a cor vermelho no m utilizado na prtica) e S plo sul ( pintado com a cor azul).

- Resultados dos itens 4 e 5 : Ao aproximarmos da bssola didtica um m com o plo pintado de azul o lado da agulha pintado de vermelho foi atrado por ele. Ao aproximamos da bssola didtica um m com o plo pintado de vermelho o lado da agulha pintado de azul foi atrado por ele. -Procedimento do Norte Geogrfico: Item 1: O plo norte magntico da bssola aponta para o plo norte magntico que 14

fica prximo ao plo sul geogrfico; O plo sul magntico da bssola aponta para o plo sul magntico que fica prximo do plo norte geogrfico. Item 3: O lado vermelho da agulha da bssola fica direcionado para o plo sul geogrfico e o norte magntico da Terra; O lado azul da agulha da bssola fica direcionado para o plo norte geogrfico e o sul magntico da Terra. - Amortecedor Magntico: - Item 1: Houve repulso entre os lados que tinham a mesma cor (neste caso o vermelho), indicando que so do mesmo plo magntico. -Item 2: Ao se colocar mais ms na mesma ordem que colocamos o primeiro a distncia que havia entre os dois primeiros ms diminuiu e foi aumentando gradativamente at o ltimo m. -Detector de Corrente com a Bssola: -Itens 7e 8: A agulha girou e ficou perpendicular ao sentido corrente, sendo que o plo norte magntico da agulha da bssola mudou de sentido em 180graus ao mudarmos o sentido da corrente. - Experincia de Oersted: -Item 6: O lado da agulha pintado de vermelho (plo norte magntico) ficou apontado para fora do plano da figura. -Item 7: O lado da agulha pintado de vermelho (plo norte magntico) ficou apontado para dentro do plano da figura. 5. Discusso dos Resultados Pode-se verificar que plos iguais dos ms no se atraem. Que devido a agulha que indica direo na bssola ser feito de m o seu o plo norte magntico (pintado de vermelho) sempre fica apontado para o plo sul magntico e norte geogrfico da Terra, devido o plo sul magntico ser bem prximo do norte geogrfico, confirmando mais uma vez que opostos se atraem e iguais se repelem. 15

A distncia entre os ms no amortecedor magntico era maior, quando havia somente os dois primeiros ms, devido haver somente a fora de repulso entre eles. Ao colocarmos mais ms essa distncia diminuiu, crescendo gradativamente do primeiro ao ltimo no sentido de baixo pra cima, pois agora havia no s a fora de repulso mais a de compresso devido interao entre os dois ms que estavam localizados logo acima do primeiro par. Agora como no ltimo par s havia novamente a interao de repulso eles ficaram mais distantes um do outro. Podemos verificar realmente que uma agulha magntica colocada nas proximidades de um fio condutor que conduz uma corrente eltrica tende a se colocar perpendicular ao fio. Verificamos que quando a corrente radial o campo linear e que quando a corrente linear o campo radial. Sempre o plo norte do m, que pintado de vermelho, apontar qual a direo do campo. E que ao mudarmos o sentido da corrente a direo do campo mudar sendo detectado pelo giro de 180 da agulha da bssola.

6. Concluses Foi possvel assimilar a teoria dos ms, como utilizar uma bssola para localizar os plos geogrficos e magnticos da Terra e verificar que realmente uma corrente eltrica capaz de produzir um campo magntico.

7. Referncias Bibliogrficas

http://educacao.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-mapeamento.jhtm - acessado dia 06/11/2008 http://www.if.ufrgs.br/fis182/labs/lab6.pdf - acessado dia 06/11/2008 16

http://www.azeheb.com.br/produtos_interna.php?idproduto=327 - acessado dia 06/11/2008 http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre - acessado dia 06/11/2008 http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/campo_magnetico/mag_terrestre/ acessado dia 06/11/2008 -Alvarenga,Beatriz & Mximo,Antnio - Curso de Fsica - Volume 03 - Editora Scipione - SP - 4 Edio - 1997.