Laboratório de Física

Laboratório de Física
LINHAS DE CAMPO ELÉTRICO
e
EXPERIÊNCIA DE OERSTED
OBJETIVOS
Campo Elétrico:
-Observar as linhas de campo elétrico.
Campo Magnético:
-Observar que o Campo Magnético é um vetor;
-Observar
que
o
Campo
Magnético
é
produzido,apenas, por cargas elétricas em
movimento;
-Verificar que a corrente passando por um fio
produz um Campo Magnético.
-Verificar a simetria das linhas de campo.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Campo Elétrico: A força coulombiana, assim como
a força gravitacional, são interações à distância, um
conceito mal compreendido, desde Newton até
meados do século passado, quando Faraday
introduziu a idéia de campo. De acordo com o
conceito de campo, a interação entre duas cargas,
Q1 e Q2, ocorre através da ação do campo de uma
delas sobre a outra. Operacionalmente, o campo é
assim definido

 F
E
qo
onde a carga de prova, q0, é tão pequena quanto
possível. Isto é, para se conhecer o valor do campo
elétrico em determinado ponto, basta colocar uma
carga de prova naquele ponto e dividir a força
medida pelo valor da carga.
Com a introdução do conceito de campo, logo
surgiu a dúvida sobre como ele se apresentava no
espaço. Faraday propôs o conceito de linhas de
força. Existe uma bem definida relação entre campo
e linhas de força, de modo que conhecendo-se um,
determina-se o outro.

Em cada ponto do espaço, a direção do
campo é determinada pela tangente à linha de
força.

Em cada ponto do espaço, o valor do
campo é determinado pelo número de linhas por
unidade de área transversal. Quanto maior a
densidade de linhas de campo, maior a intensidade
do campo.
Figura 1: Linhas de campo elétrico.
Campo Magnético: Foi o físico dinamarquês Hans
Christian Oersted que, em 1820, em uma aula de
física experimental, observou que uma corrente
elétrica num fio fazia defletir a agulha magnética de
uma bússola próxima.
Com essa descoberta acidental, Oersted unificou as
até então separadas Ciências da Eletricidade e do
Magnetismo, nascendo assim o Eletromagnetismo.
A experiência de Oersted estabelece que cargas
elétricas em movimento produzem um campo
magnético, em particular, um fio transportando uma
corrente produz um campo magnético em torno de
si.
Qual a origem do Campo Magnético? A experiência
mostra que ele se origina de cargas elétricas em
movimento. Uma carga elétrica cria um Campo
Elétrico quer esteja em repouso quer em
movimento. Entretanto, uma carga cria um Campo
Magnético só se estiver em movimento. No imã
permanente elas são os elétrons nos átomos de
ferro que constituem o imã. Nos eletroímãs elas são
os elétrons que se movem através das bobinas que
circundam estes imãs.
Definimos o Campo Magnético B em termos da
força magnética exercida sobre uma carga elétrica
em movimento:

 
F  qv x B
ou, em modulo:
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F  qvB sen a
Onde a é o ângulo entre v e B. A unidade SI para B
é tesla ( T ):
1 tesla = 1 T = 1 (n e w t o n )(segundo) .
(coulomb)(metro)
Uma outra unidade para B, mais antiga (não SI) é o
Gauss (G) e
1 tesla = 10.000 gauss.
A experiência de Oersted consiste em transportar
uma corrente i através de um fio longo e retilíneo.
Observa-se, então a presença de um Campo
Magnético B no espaço em torno do fio, que é
diretamente
proporcional
à
corrente
i
e
inversamente proporcional à distância perpendicular
r.
Através da regra da mão direita pode-se determinar
o sentido do Campo Magnético criado pela corrente.
Segurando o fio com a mão direita e o polegar
estendido apontando no sentido da corrente. Seus
dedos irão se curvar no sentido das linhas do
Campo Magnético.
MATERIAL UTILIZADO

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

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




Folha de Papel Sulfite
Pilha
Fios de Ligação
Fio de Cobre
Suportes de Fixação
Bússola
Sensor de Campo Magnético
Gerador eletrostático
Óleo
Fubá
Figura 3: Detalhe do arranjo para visualização
das linhas de campo elétrico.
Figura 2: Arranjo experimental; linhas de campo
Elétrico
Figura 4: Arranjo experimental; experiência de
Oersted.
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INTEGRANTES DO GRUPO
DATA : ______/_____/______
CURSO:________________________________________
TURMA: __________
NOME:________________________________________________CA:_______________
NOME:________________________________________________CA:_______________
NOME:________________________________________________CA:_______________
NOME:________________________________________________CA:_______________
NOME:________________________________________________CA:_______________
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Primeira Parte

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
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
4. Inverta o sentido da corrente. Ligue o
circuito invertendo os pólos utilizados
anteriormente e observe o que acontece ao
aproximar a bússola.
Montar o arranjo experimental conforme a
figura 2, com os elementos de cargas
pontuais;
Ligar o gerador eletrostático;
Distribuir uniformemente uma pequena
quantidade de farinha de fubá;
Descrever o que se observa.
Repetir o procedimento com um elemento de
carga pontual e um elemento de distribuição
linear;
Repetir o procedimento com dois elementos
de distribuição de carga linear.
Segunda Parte
Monte o arranjo experimental conforme a figura 4.
O grupo deve determinar um procedimento
experimental que contemple os pontos enumerados
abaixo. Discuta com seus companheiros os
procedimentos
adotados
pelo
grupo
e
posteriormente execute-o.
1. Descreva o que ocorre com a agulha da
bússola quando esta se aproxima do fio de
cobre transportando uma corrente.
2. Afaste a bússola do fio e descreva o que
ocorre com a agulha.
3. Varie a intensidade da corrente enquanto a
bússola está em repouso e observe se há
deflexão da agulha magnética.
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