e10 - campo magnético de dipolo

E10 - CAMPO MAGNÉTICO DE DIPOLO
OBJETIVO
Estudar a dependência com a distância, do campo de indução magnética de uma barra
imantada e de uma bobina.
MATERIAIS
A Figura 1 apresenta uma fotografia com os respectivos nomes dos equipamentos e
materiais que serão utilizados nesta experiência.
Interface
SW500
Fonte de
tensão
ac/dc
ajustável
Sensor de
campo
magnético
Resistor de
fio
Bobina
Multímetro
digital
Quadro de
conexões
Fios
Imãs
Figura 1. Materiais necessários para a realização desta experiência.
1- INTRODUÇÃO
Sabe-se que a intensidade do campo magnético induzido por um ímã para uma
determinada distância x (muito maior que as dimensões do imã) varia de acordo com a
seguinte relação:
Bi 
0 
2 x3
(1.1)
onde, 0 = 1,26 x 10–6 H/m é a permeabilidade magnética do vácuo e  momento magnético
do ímã.
No caso de campo magnético produzido por uma bobina circular plana percorrida por
uma corrente i, temos que:
BB 
0 NiR 2
2  x2  R2 
3/2
x
(1.2)
onde, R é o raio médio da bobina; N é o número de espiras; i é a corrente; 0 é a
permeabilidade magnética do vácuo; x é a distância ao centro da bobina e x é o versor na
direção x.
Para x >> R podemos escrever:
Bi 
0 
x
2 x3
(1.3)
onde, 0  Ni R 2 é a intensidade do momento de dipolo magnético da bobina.
Nesta experiência vamos examinar o comportamento do campo magnético de imãs e
solenóides a distâncias muito próximas.
2- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
2.1- CAMPO MAGNÉTICO DE UM ÍMÃ
Ajuste o ímã no banco óptico, conforme Figura 2, assim como o sensor de campo magnético
na posição axial.
Figura 2. Disposição do imã e do sensor de campo magnético
Ligue a interface e associe um Sensor de campo magnético ao canal A ajustando o sensor e
o DataStudio para uma sensibilidade baixa (1X) e taxa de amostras 10 Hz, conforme
mostra a Figura 3.
Clique em opção de amostragem e depois na aba parada automática e ajuste para obter os
valores do campo magnético durante 3 segundos.
Figura 3. Parâmetros a serem ajustado no programa DataStudio.
2.1.1- Partindo da posição com o sensor encostado no ímã determine o valor do campo de 5
em 5 mm, até aproximadamente 90 mm.
Sugestão: Para facilitar os posicionamentos é melhor deixar o sensor fixo e ir afastando o
ímã.
2.1.6- Faça um gráfico dos valores da intensidade de campo medido em função da distância.
Ajuste a melhor curva e escreva a equação obtida e discuta os resultados obtidos com os
valores previstos pela teoria.
2.2- CAMPO MAGNÉTICO DE UMA BOBINA.
2.2.1- Substitua o ímã pela bobina de 400 espiras, e monte o circuito da Figura 4.
Figura 4. Circuito de alimentação da bobina.
Para o próximo procedimento, certifique-se que o sensor de campo magnético esteja ajustado
para campo Axial.
2.2.4- Partindo da posição em que o sensor está no meio da bobina determine o valor do
campo magnético de 5 em 5 mm. Como anteriormente, afaste a bobina do sensor até
aproximadamente 90 mm.
2.2.5- Faça um gráfico dos valores da intensidade de campo medidos em função da distância.
Ajuste a melhor curva e escreva a equação obtida e discuta os resultados obtidos com os
valores previstos pela teoria.
ATENÇÃO!
APÓS O TÉRMINO DO EXPERIMENTO:
 Retirar todos os arquivos gravados no computador do Lab.;
 Desligar todos os equipamentos;
 Deixar a bancada em ordem e limpa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS:
1. Albert Malvino e David J. Bates. Eletrônica Volume 1, 7a Edição. McGraw-Hill
Interamericana do Brasil Ltda, São Paulo, SP, 2008.
2. H. Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica 3 - Eletromagnetismo. 1a edição, Editora
Edgard Blucher, São Paulo, SP, 1997.
3. Antonio M. V. Cipelli e Waldir J. Sandrini. Teoria e Desenvolvimento de Projetos de
Circuitos Eletrônicos, 6ª Edição, Editora Érica, São Paulo, SP, 1982.