Um Galvanômetro de Tangentes controlado remotamente para

Um Galvanômetro de Tangentes controlado remotamente para ensino
dos conceitos de Eletromagnetismo.
Willian de Paulo Silva, Campus Guaratinguetá, Engenharia Elétrica, [email protected],
Marco Aurélio Alvarenga Monteiro, Campus de Guaratinguetá, Física e Química,
[email protected], Leonardo Mesquita, Campus de Guaratinguetá, Engenharia Elétrica,
[email protected].
Palavras Chave: arduino, weblab Ensino de Física, Galvanômetro de Tangentes
Introdução
Um galvanômetro de tangentes é um instrumento no
qual uma agulha magnética de uma bússola
interage com o campo de indução magnética
produzido por uma corrente elétrica no centro de
uma bobina circular. Enquanto não houver corrente
elétrica, a agulha magnética deve ficar alinhada
paralelamente à bobina circular. Quando uma
corrente elétrica I passar pela bobina circular, será
r
produzido um campo de indução magnética ( BB )
que interage com o componente horizontal do
r
campo magnético terrestre ( BT )1. Pela figura 1
mostramos uma montagem de um galvanômetro de
tangentes e um esquema da interação do campo de
r
indução magnética ( BB )
com
o componente
r
Construir um experimento de Física envolvendo
conceitos
de
eletromagnetismo,
controlado
remotamente, visando suprir a carência de
laboratórios das escolas públicas de Educação
Básica.
Material e Métodos
A estrutura do experimento consiste em uma
bobina com uma bussola colocada em seu centro.
Uma placa Arduino é responsável por controlar a
corrente elétrica que circula pela bobina por meio
de uma de suas saídas PWM. Uma fonte de tensão
DC alimenta um circuito integrado responsável por
realizar a conversão do valor da saída PWM do
Arduino para um valor de corrente elétrica. Um
multímetro fornece o valor da corrente que circula
pela bobina como visto na Figura 2.
horizontal do campo magnético terrestre ( BT ) sobre
a agulha magnética. O ângulo θ é formado entre a
r
resultante ( B ) e o componente horizontal do campo
r
magnético terrestre ( BT ).
Figura 2. Multímetro do experimento.
A coleta dos dados é feita por meio das imagens
do experimento obtidas mediante uma câmera.
Resultados e Discussão
Figura 1. Estrutura do experimento com bobina e bússola e
esquema com vetores campo magnético
A partir do esquema podemos deduzir a seguinte
equação:
O cálculo do campo de indução magnética
produzido por uma bobina circular é dado por1:
Em nosso experimento, como a bussola está no
centro da bobina temos:
μ I
B= o
2 R
Objetivos
XXVI Congresso de Iniciação Científica
O resultado obtido foi um experimento de física no
qual é possível controlar remotamente a intensidade
da corrente elétrica que circula por uma bobina. Por
meio do ensaio com diferentes valores de ângulos
de deflexão da ponteira para diferentes valores de
corrente, o aluno será capaz de obter um valor na
ordem de grandeza do campo magnético da Terra.
Conclusões
O experimento construído pode se constituir num
recurso útil a professores e alunos da educação
Básica, tendo em vista a carência de laboratórios.
Agradecimentos
Ao CNPq, ao Projeto Núcleo de Ensino da
Prograd/UNESP e o InovEE – FEG/UNESP.
1
HUGH D. YOUNG E ROGER A. FREEDMAN. Física III Eletromagnetismo. 12ª Edição. Ed. Pearson.