CORRENTES DE FOUCAULT

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "CORRENTES DE FOUCAULT"

Sofia Barroso
6 Há anos
Visualizações:

Manual de Instruções e Guia de Experimentos CORRENTES DE FOUCAULT OBSERVAÇÃO SOBRE OS DIREITOS AUTORAIS Este manual é protegido pelas leis de direitos autorais e todos os direitos são reservados.

1 Manual de Instruções e Guia de Experimentos CORRENTES DE FOUCAULT OBSERVAÇÃO SOBRE OS DIREITOS AUTORAIS Este manual é protegido pelas leis de direitos autorais e todos os direitos são reservados. Entretanto é permitida e garantida para instituições de ensino a reprodução de qualquer parte deste manual para ser fornecida e usada nos laboratórios e não para venda. A reprodução em qualquer outra circunstancia, sem a permissão da AZEHEB é proibida. GARANTIA A AZEHEB garante este produto contra defeitos de fabricação por um período de 3 anos a partir da data de envio para o cliente. A AZEHEB consertará ou trocará, isto é uma opção, o produto com defeito se for constatado que defeito foi causado por problemas nos materiais que o compõe o produto ou falhas na fabricação. Esta garantia não cobre problemas causados por abuso ou uso incorreto do produto. A determinação se o defeito do produto é resultado de falha na fabricação ou se foi causado por uso impróprio será feita unicamente pela AZEHEB. A responsabilidade pelo envio do equipamento para o reparo dentro do período da garantia pertence ao consumidor O equipamento deverá se embalado corretamente para evitar danos e enviado com frete prépago. (Danos causados pelo transporte devido a embalagem imprópria não serão cobertos pela garantia). O transporte do equipamento, após o reparo, será pago pela AZEHEB. DEVOLUÇÃO DE PRODUTOS Se for necessário devolver o produto para a AZEHEB, por qualquer razão, é necessário notificar a AZEHEB por carta, ou por telefone ANTES de devolver o produto. Após a notificação, serão enviadas imediatamente a autorização e as instruções de devolução e transporte. Nota: Não será aceita a devolução de nenhum produto sem autorização prévia. Ao devolver produtos para o reparo, eles devem ser embalados corretamente. Os transportadores não aceitarão a responsabilidade dos danos causados pela embalagem imprópria. Para estar certo que o produto não será danificado no transporte, observe as recomendações abaixo: 1. A caixa deve ser forte o bastante para o produto enviado. 2. Assegure-se que há pelo menos 5cm entre o produto e as paredes da embalagem, evitando assim que o produto seja comprimido. 3. Assegure-se que o produto não balançará dentro da embalagem. Para evitar que o produto balance dentro da embalagem utilize calços para travá-lo. Endereço: AZEHEB Laboratórios de Física Rua Evaristo F.F. da Costa, 621 Bairro Jardim das Américas Curitiba PR CEP Telefone: (41) [email protected] 1

2 2

3 EQUIPAMENTO - 01 tripé tipo estrela; - 01 haste de 30cm; - 01 haste com fixador plástico; - 01 imã "U" com suporte e fixador; - 01 pêndulo de alumínio maciço; - 01 pêndulo de alumínio raiado; - 01 pêndulo de alumínio pente; - 01 tubo de alumínio Ø19x 500mm; - 01 imã de neodímio Ø12,7mm; - 01 corpo de prova de aço-inox Ø12,7mm. Apresentação Quando um corpo metálico oscila, cruzando o entreferro de um ímã ou eletroímã, ocorre uma variação de fluxo através dele, ocasionado por uma variação de área. Essa variação de fluxo magnético induz uma f.e.m. (força eletromotriz) no corpo, que determina, por sua vez, o aparecimento de uma corrente elétrica em sua massa. Essa corrente induzida gera um novo campo magnético que se opõe ao campo magnético indutor (lei de Lenz). É sobre tais correntes, sua geração e controle é que iremos comentar. No experimento com os pêndulos, o fenômeno observado consiste em uma frenagem destes ao passar pelos ímãs. Para evidenciar o fato de que são as correntes de Foucault surgidas as responsáveis pelo efeito, existem três tipos de pêndulos: um pêndulo maciço, outro raiado e outro em forma de pente. O ímã utilizado está em um suporte m forma de U. Quando soltamos o pêndulo maciço, o efeito é bastante forte. O pêndulo é quase que totalmente freado já na primeira vez em que passa pelos ímãs. Usando o pêndulo raiado, este também é freado rapidamente, mas oscila um pouco mais que o primeiro, efeito que pode ser explicado pelo fato das fendas aumentarem o circuito que as correntes induzidas têm que percorrer. Já com o pêndulo em forma de pente, este oscila quase que livremente entre os pólos dos ímãs, pois note que as correntes não conseguem fechar um circuito como acontecia para os outros dois casos, e o efeito provocado por pequenas correntes induzidas em cada uma das hastes é muito fraco. 3

PRIMEIRA PARTE 1. Montar o equipamento conforme a foto abaixo. 2. Retirar o pêndulo de alumínio maciço da posição de equilíbrio afastando aproximadamente 45º. 3.

4 PRIMEIRA PARTE 1. Montar o equipamento conforme a foto abaixo. 2. Retirar o pêndulo de alumínio maciço da posição de equilíbrio afastando aproximadamente 45º. 3. Abandonar o pêndulo e observar o movimento oscilatório no interior do campo magnético do ímã. 4. O campo magnético entre os ímãs é constante ou variável? 5. O campo magnético no interior do pêndulo de alumínio em movimento é constante ou variável? 6. A variação do fluxo magnético induz no pêndulo uma fem (força eletromotriz). A fem determina o aparecimento de uma corrente elétrica induzida que gera um novo campo magnético. O novo campo magnético se opõe ou não se opõe ao campo magnético indutor? 7. Explicar porque no pêndulo de alumínio maciço teve uma diminuição brusca no movimento. 4

5 SEGUNDA PARTE 1. Substituir o pêndulo de alumínio maciço pelo pêndulo raiado. 2. Retirar o pêndulo raiado da posição de equilíbrio afastando aproximadamente 45º. 3. Abandonar e observar o movimento oscilatório no interior do campo magnético do ímã. 4. Explicar o que ocorreu com o movimento oscilatório. TERCEIRA PARTE 1. Substituir o pêndulo de alumínio raiado pelo pendulo pente. 2. Retirar o pêndulo pente da posição de equilíbrio afastando aproximadamente 45º. 3. Abandonar e observar o movimento oscilatório no interior do campo magnético do ímã. 4. Explicar o que ocorreu com o movimento oscilatório. 5

6 QUARTA PARTE A figura representa um magneto se deslocando no interior de um tubo condutor. Podemos imaginar o tubo condutor como sendo constituído pela justaposição de muitas espiras condutoras das quais apenas duas estão indicadas na figura. O tubo condutor é constituído pela justaposição de muitas espiras onde, devido ao movimento do magneto, ocorrem correntes elétricas induzidas. Como o fluxo magnético através das espiras que constituem o tubo está variando em decorrência do movimento de queda do magneto, há o aparecimento de correntes induzidas nas espiras e, conseqüentemente, surgem forças magnéticas que oferecem resistência à queda do ímã. Conforme aumenta a velocidade de queda do magneto, cresce a força magnética resistiva total até que, finalmente, o magneto atinge uma velocidade terminal constante quando a força magnética tiver a mesma intensidade da força gravitacional (força peso) exercida no ímã. Neste caso toda a potência desenvolvida pela força peso deverá ser idêntica em módulo à potência induzida sobre as espiras e dissipada por efeito Joule. Ou seja, o magneto que cai com velocidade constante perde energia potencial gravitacional e esta quantidade de energia é dissipada por efeito Joule no tubo. Quando observamos o magneto descendo por um cano vertical, constatamos que ele não toca nas paredes do cano! Assim sendo podemos desprezar outros efeitos resistivos, tal como o atrito com as paredes e atrito viscoso com o ar. Como a velocidade terminal do magneto é pequena, a dissipação de energia para o ar é também desprezível. Um ímã em movimento paralelo à superfície de um condutor sofre, devido às correntes induzidas, uma força que possui uma componente resistiva ao movimento relativo à superfície e outra componente perpendicular à superfície do condutor, no sentido de afastar o magneto do condutor. Se o magneto em movimento no interior de um tubo vertical se encontrar fora do centro do tubo, o efeito da força repulsiva produzida pelas correntes induzidas na parede mais próxima do imã acaba por afastá-lo dessa parede, conduzindo-o para o centro tubo. Desta forma, a queda do magneto ocorre sem que ele toque a superfície interna do tubo vertical. 6

7 1. Montar o equipamento segurando o tubo de alumínio na vertical. 2. Abandonar no interior do tubo de alumínio um corpo de prova ímã de neodímio Ø12,7x6,3mm com proteção. 3. Abandonar no interior do tubo de alumínio um corpo de prova de aço-inox Ø12,7 x 6,3mm com proteção. 4. Qual dos corpos de prova caiu com menor velocidade? 5. Explicar o que ocorreu. 7

8 8

Documentos relacionados

CONJUNTO COMPACTO DE ÓTICA

Manual de Instruções e Guia de Experimentos CONJUNTO COMPACTO DE ÓTICA OBSERVAÇÃO SOBRE OS DIREITOS AUTORAIS Este manual é protegido pelas leis de direitos autorais e todos os direitos são reservados.