Roteiro Experimental - Lei de Faraday

11 Clique no botão Mostrar medidor de campo no menu direito Mova o medidor ao redor e observe as intensidades do campo magnético Nota o medidor lê em G Gauss em vez de T Tesla 1 T 10 000 G a Onde o campo resultante é mais forte e onde é mais fraco b Onde o campo Bx é mais forte c Onde o campo By é mais forte 13 Aumente o número de espiras para 3 Como o número de espiras afeta o fluxo atual 14 Como a área da espira afeta o fluxo atual Descreva o efeito e forneça uma explicação plausível 15 Por que pouca ou nenhuma corrente é gerada quando o íman da barra é movido para cima e para baixo Uma cópia das suas respostas será enviada por email para dspsouzaagmailcom Imagem do simulador 9 Clique na bússola magnética e movase ao redor do ímã da barra Explique a orientação da agulha da bússola 10 Clique no botão Inverter Polaridade no menu direito Explique duas mudanças que isso causa na simulação 11 Clique no botão Mostrar medidor de campo no menu direito Mova o medidor ao redor e observe as intensidades do campo magnético Nota o medidor lê em G Gauss em vez de T Tesla 1 T 10 000 G a Onde o campo resultante é mais forte e onde é mais fraco 1 Clique em Linhas de Campo para ver o campo magnético em torno do ímã O que você percebe Faça um comentário 2 O que acontece quando você move o lado norte do ímã para dentro da bobina 3 Como a Voltagem muda quando você move o lado sul em vez do Norte 4 O que acontece se você mover o ímã na bobina muito devagar ou muito rapidamente Qual relação você pode fazer entre o movimento do ímã e a corrente produzida 5 Você pode produzir uma corrente quando o ímã vai para cima e para baixo nos anéis 5 Você pode produzir uma corrente quando o ímã vai para cima e para baixo nos anéis 6 Em seguida tente dois e quatro anéis Qual relação você pode fazer entre o número de anéis e a corrente produzida 7 Por último tente colocar o ímã nos laços e clique no botão do flip do ímã O que acontece quando você gira o ímã várias vezes 8 Olhe para a agulha de tensão enquanto gira várias vezes Que tipo de corrente você acha produzir AC ou DC Explique Roteiro Experimental 2 Lei de Faraday 1 Acesse o site httpsphetcoloradoeduptBR 2 Entre no link Entre aqui e simule 3 No link Simulações escolha a aba Física 4 Escolha a opção Eletricidade Imãs e Circuitos 5 Escolha o simulador Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday Objetivos Determinar a relação entre um campo magnético circuito elétrico e força eletromotriz um fenômeno chamado de indução eletromagnética Descrição As simulações envolvem mover uma barra de ímãs eletroímãs bobinas geradores e transformadores Você realiza uma série de experimentos a partir dos quais você vai derivar regras que o ajudarão a entender os conceitosSem título Roteiro experimental 1 1 Acesse o site httpsphetcoloradoeduptBR 2 Entre no link Entre aqui e simule 3 No link Simulações escolha a aba Física 4 Escolha a opção Eletricidade Imãs e Circuitos 5 Escolha o simulador Lei de Faraday Sem Michael Faraday foi um cientista inglês que contribuiu bastante para o estudo do eletromagnetismo incluindo a construção de um dos primeiros motores elétricos Ele também contribuiu para a forma como ocorre a indução Nesta simulação estaremos experimentando o processo de indução Imagem do Simulador Experimento 1 1 Clique em Linhas de Campo para ver o campo magnético em torno do ímã O que você percebe Faça um comentário Resolução Quando se clica em Linhas de Campo é possível observar o campo magnético que o ímã produz sendo que as linhas do campo começam no polo Norte do ímã e se encerram no polo Sul Podese observar também que o campo magnético tem maior intensidade próximo do ímã já que as linhas de campo estão menos espaçadas entre si nessa parte 2 O que acontece quando você move o lado norte do ímã para dentro da bobina Resolução É possível notar a luz que está conectada aos terminais da bobina se acendendo o que acontece ao movermos o ímã dentro da bobina Porém quando paramos de movimentalo mesmo que esteja dentro da bobina a luz não acende Logo podese concluir que a corrente induzida na bobina depende do movimento do ímã 3 Como a Voltagem muda quando você move o lado sul em vez do Norte Resolução Quando invertemos o ímã ou apenas movemos ele no sentido contrário podese observar o que a polaridade da tensão na bobina também muda O que acontece porque a corrente induzida se opõe a mudança de fluxo magnético que o ímã causa esse efeito é explicado pela Lei de Lenz 4 O que acontece se você mover o ímã na bobina muito devagar ou muito rapidamente Qual a relação você pode fazer entre o movimento do ímã e a corrente produzida Resolução Quando movemos muito devagar o ímã a variação do fluxo magnético no tempo se torna muito baixa o que faz com que a corrente induzida também seja baixa Logo a intensidade da luz conectada na bobina se torna quase imperceptível Já quando movemos o ímã de forma muito rápida como a corrente é proporcional a velocidade do movimento do ímã pela conservação de energia a corrente induzida terá uma grande intensidade 5 Você pode produzir corrente quando o ímã vai para cima e para baixo nos anéis Resolução Quando movemos o ímã para cima e para baixo não será induzida quase nenhuma corrente na bobina isso ocorre porque a variação no fluxo magnético se torna muito baixa já que o campo magnético na parte superior e inferior de um ímã na horizontal tem baixa intensidade Sendo assim a corrente induzida na espira se torna imperceptível 6 Em seguida tente dois ou quatro anéis Qual a relação você pode fazer entre o número de anéis e a corrente produzida Resolução Podese observar que quanto mais anéis o ímã atravessar maior será a intensidade da corrente induzida Tal fato acontece porque a corrente induzida é diretamente proporcional ao número de anéis e a variação do fluxo magnético assim como define a Lei de Faraday 7 Por último tente colocar o ímã nos laços e clique no botão de flip do ímã O que acontece quando você gira o ímã várias vezes Resolução Quando se gira o ímã dentro da espira é possível notar a luz acendendo o que indica que o campo magnético sobre a espira está variando O que é de se esperar já que ao girar o ímã nós estamos invertendo as linhas do campo magnético logo há uma grande variação do fluxo magnético na bobina 8 Olhe para a agulha de tensão enquanto gira várias vezes Que tipo de corrente você acha produzir AC ou DC Explique Resolução Como a polaridade da tensão nos terminais da bobina se invertem a cada vez que giramos o ímã isso indica que a corrente que estamos produzindo é alternada Já que a corrente alternada tem exatamente esse efeito de inverter a polaridade da tensão de forma periódica Experimento 2 9 Clique na bússola magnética e movase ao redor do ímã da barra Explique a orientação da agulha da bússola Resolução Quando movemos o ímã ao redor da bússola podemos observar que a parte branca da agulha da bússola tende a seguir o polo Norte do ímã enquanto que a parte vermelha da agulha segue o polo Sul Isso acontece porque a agulha da bússola também é um ímã com polos Norte e Sul então como os polos opostos se atraem o polo sul da bússola tende a se alinhar com o polo Norte do ímã apontando diretamente para ele 10 Clique no botão Inverter Polaridade no menu direito Explique duas mudanças que isso causa na simulação Resolução Quando clicamos em Inverter Polaridade nós estaremos girando o ímã e assim a agulha da bússola também irá girar sendo atraída pelo novo polo que está mais próximo a ela Também podemos observar que a agulha oscila por um tempo antes de apontar diretamente para o novo polo do ímã o que acontece devido a inércia da agulha sendo nos primeiros momentos maior que a força do campo magnético que mantém ela apontada para o polo do ímã 11 Clique no botão Mostrar medidor de campo no menu direito Mova o medidor ao redor e observe as intensidades do campo magnético Nota o medidor lê em G Gauss em vez de T Tesla 1T 10 000 G a Onde o campo resultante é mais forte e onde é mais fraco b Onde o campo Bx é mais forte c Onde o campo By é mais forte Resolução a O campo magnético resultante se torna mais forte quanto mais nos aproximamos dos polos pelas extremidades e quanto mais nos afastamos do ímã menor será o campo resultante b Quando nos aproximamos dos polos novamente pelos lados o campo magnético Bx se torna mais forte onde as linhas de campo estão mais densas c Já o campo By tem maior intensidade nas arestas do ímã onde as linhas de campo estão mais densas e possuem orientação vertical 12 Selecione Solenóide no canto superior esquerdo Mova o ímã da barra para a esquerda e para a direita através da bobina do fio Descreva a orientação do campo magnético em comparação com a corrente gerada na bobina Você pode alternar o indicador da lâmpada para o medidor de tensão Resolução Seguindo a Lei de Lenz a corrente gerada na bobina terá o sentido de uma forma que o campo magnético que ela gera irá se opor ao campo magnético do ímã Então a direção da corrente induzida irá depender da direção do campo magnético do ímã Logo se aproximarmos o polo norte do ímã em direção da bobina da esquerda para a direita a corrente induzida terá o sentido para baixo no experimento 13 Aumente o número de espiras para 3 Como o número de espiras afeta o fluxo atual Resolução Podese observar que quanto maior for o número de espiras maior será também a intensidade da corrente induzida na bobina o que concorda com a Lei de Faraday que nos diz que a força eletromotriz induzida é diretamente proporcional ao número de espiras e à taxa de variação do fluxo magnético 14 Como a área da espira afeta o fluxo atual Descreva o efeito e forneça uma explicação plausível Resolução Ao aumentarmos a área da bobina o fluxo magnético que a bobina será capaz de absorver será maior logo como a corrente é diretamente proporcional ao fluxo magnético variando no tempo podese observar que a corrente induzida será maior Porém se aumentarmos muito a área da bobina e mantermos ímã com a mesma força magnética a intensidade do campo magnético sobre as espiras da bobina será menor o que afetará o resultado 15 Porque pouca ou nenhuma corrente é gerada quando o ímã da barra é movido para cima e para baixo Resolução Isso acontece porque o campo magnético na parte superior e inferior do ímã tem baixa intensidade Sendo assim ao movermos o ímã para cima e para baixo no interior da espira a variação do fluxo magnético será muito baixa o que resulta em uma baixíssima corrente induzida na espira Qualquer dúvida estou à disposição no chat