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IFQ/FIS413
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Física Experimental III
2o Semestre/2015
EXPERIÊNCIA 6: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA: LEI DE FARADAY E LEI DE LENZ
OBJETIVOS:
(i) Verificar o efeito de indução eletromagnética (indução de força eletromotriz induzida, f.e.m.) pela
variação de fluxo magnético: f.e.m. induzida pelo movimento relativo de um imã e devida à variação
de uma corrente com o tempo.
(ii) Determinar o sentido da corrente induzida usando a “lei” de Lenz.
MATERIAL UTILIZADO:
-
Fonte de tensão/corrente contínua
Multímetros (2)
Transformador variador de tensão
Galvanômetro
Resistor (22 ) e chave
Imãs
Bobinas de 400, 600, 1200, 1600 20000 espiras
Núcleos de ferro de vários formatos
Peças de alumínio em diversos formatos e tamanhos
Anéis de alumínio
Suporte para anel com fio isolante
Pêndulo, sapatas, suportes, cabos e placa de conexão
Cronômetro
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
PARTE A: FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA DEVIDA AO MOVIMENTO DE UM IMÃ.
(i)
(ii)
(iii)
Ligue, usando cabos, a bobina de 1600 espiras ao galvanômetro e mantenha-os longe um do outro.
Aproxime e afaste o imã da bobina e anote o que acontece no galvanômetro.
Repita o procedimento acima com os pólos do imã invertidos e anote o que acontece no
galvanômetro.
PARTE B: FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA DEVIDA À VARIAÇÃO DA CORRENTE
ELÉTRICA.
Ligue em série o resistor, a chave e a bobina
de 400 espiras (circuito primário).
(ii) Ligue a bobina de 1600 espiras ao voltímetro
de corrente contínua e acople-a magneticamente
a outra bobina (circuito secundário). Utilize
para isso um núcleo de ferro em forma de “U”.
(iii) Aplique uma tensão de 20 V c.c. ao primário,
feche a chave e observe o voltímetro. Abra a
chave e observe novamente.
R
(i)
E
C
P
S
V
(iv) Substitua a bobina de 1600 espiras pela de 20000 espiras. Repita o item anterior e observe as
semelhanças e as diferenças que ocorrem. Anote tudo que observou.
(v) Troque novamente a bobina do secundário pela de 1600 espiras. Mude a alimentação do primário
para 12 V c.a. e troque o voltímetro pelo de corrente alternada. Ligue a chave e anote o que
acontece.
PARTE C: LEI DE LENZ.
(i)
(ii)
Coloque o imã próximo ao anel de alumínio e verifique se ele é ou não atraído por esse imã.
Introduza dois núcleos de ferro na bobina de 600 espiras e ponha o conjunto na horizontal. Passe
pelo núcleo de ferro o anel de alumínio suspenso pelo fio isolante de modo que ele não toque no
núcleo e fique a cerca de 0,5 cm da bobina.
(iii) Aplique à bobina uma d.d.p. de 20 V c.c. utilizando a chave.
(iv) Com o anel em repouso, ligue a chave e anote o que ocorre com ele.
(v) Ponha o anel novamente em repouso e desligue a chave. Observe e anote o que ocorre.
PARTE D: ANEL DE THOMPSON.
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
Introduza dois núcleos de ferro na bobina de 1200 espiras, de modo que eles fiquem na vertical.
Passe pelo núcleo o anel de alumínio.
Ligue o conjunto à rede (110 V c.a.) utilizando uma chave. Anote o que acontece ao anel.
Repita a experiência utilizando somente as 600 espiras superiores da bobina.
Com a chave ligada, segure o anel com a mão, de modo a mantê-lo acima da bobina, mas
atravessado pelo núcleo. Observe e anote o que ocorre com sua temperatura.
PARTE E: CORRENTES DE FOUCAULT: FRENAGEM ELETROMAGNÉTICA.
(i)
Introduza duas bobinas de 1200 espiras no
núcleo em forma de “U”, como mostra a figura
ao lado. Sobre ele coloque as duas sapatas.
Aplique ao conjunto uma d.d.p. de 22 V c.c.
através da chave.
(ii) Ponha uma das peças de alumínio no pêndulo
de modo que ele possa oscilar livremente entre
as sapatas.
(iii) Faça-o oscilar com a chave ligada e faça uma
estimativa do tempo de frenagem.
(iv) Repita (ii) e (iii) para as outras peças de
alumínio. Se achar necessário mude a
tensão para obter melhor estimativa do tempo.
SAPATA
SAPATA
22V
GUIA PARA EXECUÇÃO DO RELATÓRIO:
(i)
Descreva o que foi feito na experiência. Discuta o efeito de indução eletromagnética obtido nas
Partes A e B.
(ii) Explique como aplicou as leis de Faraday e de Lenz para as Partes C, D e E. Em particular, explique
porque sendo o alumínio um material não-magnético ele comportou-se como um imã nas
experiências realizadas nas Partes C e D.
(iii) Apresente a tabela (com a respectiva legenda) para os tempos estimados na Parte E, contendo as
características das peças.
(iv) Comentários e conclusões.