Microsoft Word Viewer - Resumo magnetismo - energia

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Magnetismo: Energia Limpa
César Lopes de Luca, Elvis Roberto de Freitas, Inara Moreira Ananias, Kevin Chen
Midorikawa e Nícolas Behar Cambraia
Professor: Derval dos Santos Rosa, CECS, Santo André
Resumo
Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um aparato para
geração de corrente elétrica a partir da variação do fluxo magnético. Avaliou-se o
desempenho de dois tipos de ímãs (neodímio e ferrite) e número de espiras no
solenóide (50, 100 e 200 voltas). Verificou-se que o imã de neodímio com uma
espira de 200 voltas gerou 23,5mV, enquanto o de ferrite apresentou 0,9mV nas
mesmas condições. Sendo assim, concluiu-se que a solenóide de 200 voltas é
mais eficiente. O ímã de neodímio se mostrou mais potente que o de ferrite.
INTRODUÇÃO
METODOLOGIA
Atualmente a preocupação com o meio
ambiente e sustentabilidade levaram a um
aumento na utilização de fontes alternativas
de energia.
Dentre outras se pode citar:
 Energia eólica
 Energia hidrelétrica
Ambas as fontes utilizam o princípio da
indução magnética [1], que consiste na
existência de força eletromotriz, quando há
variação de fluxo magnético através do
tempo, em um condutor de eletricidade.
[1][2]. Dessa maneira, elementos da
natureza funcionam como força motriz para
o funcionamento dos geradores de energia.
OBJETIVO
Desenvolver um aparato que simula o
funcionamento de uma hidrelétrica, para
avaliar a variação do campo magnético em
um condutor estático, por meio do uso de
três diferentes solenóides (50, 100 e 200
voltas) e dois imãs feitos de diferentes ligas
(neodímio e ferrite).
A montagem do experimento foi divida nos
seguintes passos:
a) Preparação dos solenóides – com auxilio
de um cano de P.V.C., três fios de cobre
foram enrolados formando solenóides de
50, 100 e 200 espiras, todas com 7 cm
de diâmetro.
b) Montagem da simulação de hidrelétrica –
em uma base de madeira compensada
foram afixados palitos de madeira, para
formar o suporte do eixo principal. Esse
eixo é constituído por um palito de
madeira com um imã em uma
extremidade, e quatro colheres na outra,
dispostas em 90 graus, fazendo papel de
uma turbina hidráulica. Por ultimo cada
uma das espiras foi colocada na base,
logo abaixo do imã. Todo esse
procedimento está ilustrado na figura 1.
IX Simpósio de Bases Experimentais das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011
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Tabela I: resultados de tensão obtida
Figura 1: aparato de simulação de usina
hidrelétrica
c) Indução e medição de força eletromotriz
– A estrutura foi colocada próxima a
uma torneira, de modo que a água
caísse sobre as colheres, fazendo-as
girar sobre seu eixo 2,27 rotações por
segundo, variando o campo magnético
na região. Primeiro foi testada a bobina
de 50 espiras, com o imã de neodímio e
depois ferrite (ambos de 30mm x 20mm
x 10mm), em seguida o procedimento
foi repetido com as bobinas de 100 e
200 espiras. As boninas estavam
conectadas com um multímetro, usado
para medir a voltagem induzida.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A
medição
da resistência
dos
solenóides foi feita a partir da utilização
de um multímetro:



50 espiras – 3.3 ohms
100 espiras – 6 ohms
200 espiras – 12.1 ohms
Os valores calculados a partir do
sistema de simulação estão presentes
na tabela I:
50 espiras
Imã Neodímio
4.7 mV
Imã Ferrite
0.3 mV
100 espiras
10.8 mV
0.5 mV
200 espiras
23.5 mV
0.9 mV
Os resultados em sua maioria foram
condizentes com a teoria de que a
quantidade de espiras é diretamente
proporcional ao valor da corrente [3], porém
alguns valores obtidos com o Ferrite foram
discrepantes, por se tratar de uma liga de
fácil desmagnetização.
CONCLUSÕES
Foi constatado que a eficiência foi maior no
solenóide com 200 espiras. Embora a
resistência do fio tenha sido maior, a tensão
foi maior proporcionalmente aos outros
solenóides. O imã de ferrite induziu muito
menos corrente que o de neodímio. Dessa
maneira pode-se concluir que além da
quantidade de espiras, a composição do
imã influencia diretamente nos valores
obtidos, sendo o neodímio uma liga com
campo magnético mais forte, sendo mais
eficiente na indução.
REFERÊNCIAS
[1] Paul, Clayton. Eletromagnetismo para
Engenheiros. 1ª edição, Rio de Janeiro,
RJ: editor LTC, 2006.
[2] Alonso, Marcelo. Finn, Edward. Física
– um curso universitário. 1ª edição, São
Paulo, SP: Editora Edgard Blücher, 1972.
[3] Resnick, Robert. Halliday, David.
Krane, Kenneth. Física 3. 5ª edição, Rio
de Janeiro, RJ: Editora LTC, 2003
IX Simpósio de Bases Experimentais das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011