PARTE EXPERIMENTAL. Nesta parte experimental, iremos verificar algumas relações e fenômenos discutidos na parte teórica.

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1 PARTE EXPERIMENTAL 19 Nesta parte experimental, iremos verificar algumas relações e fenômenos discutidos na parte teórica. 2 N 1. Iniciaremos pela verificação da expressão L =, ou seja, da dependência do valor da R indutância com N 2 e com a geometria do núcleo ferromagnético, representada pela relutância R. Materiais: - Medidor digital de indutância - Fio de cobre encapado - Núcleo toroidal de ferrite Primeiramente, vamos observar a dependência de L com N 2. - Primeiro, medir a indutância apenas do fio, sem o núcleo - Enrolar de 1 a 10 espiras em torno do núcleo e preencher a Tabela 1. Exemplo: 1 espira 2 espiras - Traçar a curva L em função do N espiras no Gráfico 1. Tabela 1 N Espiras Indutância [μh] Gráfico 1 Só o fio Questões: a. Desenhe os circuitos magnéticos para os casos de 2 e 4 espiras.

2 b. Suponha que, com 2 espiras, seja necessário uma corrente I para se produzir um fluxo Φ no núcleo. Qual será a corrente necessária para se estabelecer o mesmo fluxo Φ, mas com 4 espiras? Expresse sua resposta usando múltiplo ou sub-múltiplo de I. 20 Vamos, agora, verificar a dependência de L com a relutância R. - Passar o fio pelo interior do núcleo, de 1 a 10, e preencher a Tabela 2. Exemplo: 1 núcleo 2 núcleos - Traçar a curva L em função do N de núcleos no Gráfico 2. Tabela 2 N Núcleos Indutância [μh] Gráfico 2 Só o fio Questões: c. Desenhe o circuito magnético para o caso de 3 núcleos toroidais.

3 d. Como varia a relutância do conjunto com o aumento do número de núcleos toroidais? Demonstre pela expressão da relutância e por circuito magnético Nesta experiência iremos averiguar a influência do circuito magnético no valor da indutância de uma bobina. Para tanto utilizaremos 2 núcleos ferromagnéticos, chamados de tipo I e tipo U, conforme apresentado nas figuras a seguir. Bobina Núcleo I Núcleo U Montagem U+I Materiais: - Variac: entrada 127V e saída para o transformador abaixador - Transformador abaixador 7:1; - Bobina1 de 600 espiras e Bobina 2 de 1200 espiras - Núcleos I e U - Voltímetro e amperímetro - Anotar o valor da resistência da bobina (marcada no carretel) - Inserir o carretel da bobina 1 (600 espiras) no núcleo I, - Montar o circuito da figura 1, Observação: a alimentação das figuras 1, 2, 3, 4 e 5 representada por deve ser entendida como: Esta montagem permite um ajuste mais fino para a tensão de alimentação - Alimentar a bobina com uma tensão CA através do transformador abaixador; - Medir a corrente e completar a Tabela 3, - Repetir as medidas para o núcleo U e para a montagem I+U, figuras 2 e 3, respectivamente.

4 22 Figura 1: Núcleo I Figura 2: Núcleo U Tabela 3 Grandezas Núcleo V [V] I [A] Z [Ω] L [mh] Φ 1 [μwb] I 10 U 10 I+U 10 Z é a impedância da bobina 1 Φ 1 é o fluxo total produzido pela bobina 1 Figura 3: Montagem I+U Questões: e. Se a bobina é sempre a mesma, por que o valor da indutância L variou entre as montagens? f. Suponha que as 3 montagens sejam alimentadas com uma tensão contínua de 20V e que as correntes medidas sejam I I, I U, I UI. Coloque as 3 correntes em ordem crescente e justifique a sua resposta.

5 3. Nesta experiência iremos utilizar duas bobinas para averiguar o fluxo mútuo, a tensão induzida na segunda bobina e a indutância mútua. Também será observada a influência da posição relativa entre as bobinas no valor do fluxo mútuo. Materiais: - Variac: entrada 127V e saída para o transformador abaixador; - Transformador abaixador 7:1; - Bobina1 de 600 espiras e Bobina 2 de 1200 espiras - Núcleos I e U - Voltímetro e amperímetro - Montar o circuito da figura 4, - Alimentar a bobina 1 com uma tensão CA através do transformador abaixador, - Medir a corrente na bobina 1, a tensão na bobina 2 e completar a Tabela 4, - Mudar a Bobina 2 de posição, conforme mostrado na figura 5, e repetir as medidas. 23 Figura 4: Bobinas em lados opostos Figura 5: Bobinas no mesmo lado Tabela 4 Grandeza Bobina 1 Bobina 2 Indutâncias [H] Fluxos [μwb] Montagem V 1 [V] I 1 [A] V 2 [V] L 1 Mútua Total Mútuo Dispersão Figura 4 10 Figura 5 10 L 1 é a indutância própria da bobina 1

6 Questões: g. Por que o fluxo total não se altera de uma montagem para outra? 24 h. Em que montagem o fluxo mútuo resulta maior? Explique por que isso acontece. i. Por que não é possível se determinar a indutância própria da bobina 2 (L 2 ) com as montagens acima? Desenhe uma montagem com a qual seja possível determinar L 2.