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CORRENTES PARASITAS – CAMINHOS
PARA EXPERIMENTAÇÃO
Lúcio Mario Costa
Produto educacional da dissertação de Mestrado Nacional
Profissional em Ensino de Física, intitulada Correntes
parasitas – caminhos para experimentação, sob orientação
da Profa. Dra. Rosângela Borges Pereira, junto ao
Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do
Mato Grosso
Barra do Garças, dezembro de 2019.
1
APRESENTAÇÃO
O presente texto tem como objetivo apresentar um material completo para tratar uma
série de experimentos envolvendo conceitos de indução eletromagnética, com ênfase nas
correntes parasitas (ou correntes de Foucault). É recomendado para alunos de terceiro ano do
ensino médio.
Embora os experimentos aqui propostos, sejam de execução relativamente simples, a
Física envolvida em suas explicações é bastante complexa, envolvendo vários conhecimentos
de eletricidade e magnetismo e também a lei da indução eletromagnética. Por isso, além de
roteiros dos experimentos, apresentamos uma série de informações e perguntas para que o
estudante possa refletir sobre os conceitos por trás do experimento.
O material é bem ilustrado e traz roteiros de experimentação detalhado, com objetivos,
listas de materiais necessário e procedimentos experimentais. Ao final de cada experimento há
a seção Para Saber Mais que traz uma série de questionamentos relacionados aos resultados
experimentais.
Não havendo laboratório na Escola, é possível realizar as atividades em sala de aula,
fazendo algumas poucas adaptações com mesas e cadeiras.
Esperamos que esse material auxilie o professor que deseja implementar tais
experimentos em sua sala de aula.
2
RECOMENDAÇÕES PARA EXPERIMENTAÇÃO EM SALA DE
AULA OU EM LABORATÓRIO
O risco de acidente é maior quando nos acostumamos a conviver com o perigo e
passamos a ignorá-lo.
A segurança ao realizar uma atividade experimental está apoiada na determinação de
cada um de seus elementos: Você é responsável por si e por todos.
" Nenhum trabalho é tão importante e urgente que não possa ser planejado e
executado com segurança"
BOAS PRÁTICAS EM ATIVIDADES EXPERIMENTAIS
Ao iniciar uma atividade experimental, é importante que você conheça os procedimentos
de segurança, que minimizam os riscos de acidentes.
Evite uso de adornos, como: relógios, correntes, anéis, piercing.
Lavar as mãos antes e depois das atividades experimentais.
Use calçados fechados como tênis ou outros; evitar uso de calçado aberto,
como chinelos.
Evite brincadeiras desnecessárias que tire a atenção e o foco do colega.
Use sempre que possível luvas quando for utilizar ferramentas que estejam
com a temperatura elevada ou ao manipular materiais cortantes.
Lembre-se de que você é parte de uma equipe e a responsabilidade é de todos
os envolvidos nas atividades.
A segurança depende da ação de todos e não apenas das pessoas encarregadas
especificamente de promovê-la.
Tome como hábito planejar as atividades que vai realizar, de modo a executá-
lo com segurança.
Quando tiver alguma dúvida quanto ao procedimento correto e seguro sobre
a realização de um trabalho, consulte seu professor ou responsável.
Não se constranja em fazer perguntas.
Verifique o funcionamento da aparelhagem a ser usada antes de iniciar
qualquer operação.
Conheça as principais características dos produtos que vai manipular, tenha
em mãos este guia para consulta frequente.
3
SUMÁRIO
Apresentação...................................................................................................................1
Recomendações para experimentação em sala de aula ou em laboratório.......................2
Atividade Experimental 1 – Linhas de Campo Magnético 3d .....................................4
Atividade Experimental 2 – Trem Magnético ............................................................8
Atividade Experimental 3 – Rampa Magnética .........................................................12
Atividade Experimental 4 – Amortecimento Magnético ...........................................16
Atividade - Experimento 5 – Pêndulo Magnético .....................................................19
Referencias ..............................................................................................................................23
4
ATIVIDADE EXPERIMENTAL 1
LINHAS DE CAMPO MAGNÉTICO 3D
INTRODUÇÃO
O campo magnético de um Ímã é a região onde ocorrem:
i) forças - de repulsão ou atração - sobre outro imã;
ii) desvios de partículas carregadas, como consequência da
força magnética que atua sobre elas;
iii) atração de metais ferromagnéticos.
As linhas de campo magnético são construções teóricas,
geométricas, que dão informações sobre o campo
magnético em uma dada região.
Num dado ponto, uma linha de campo magnético é
tangente ao vetor B naquele ponto e orientada no mesmo
sentido do vetor. É nessa direção e sentido que se
orientaria a agulha de uma bússola colocada nesse ponto.
A maior ou menor densidade de linhas representa maior
ou menor intensidade do campo, respectivamente.
CONHECIMENTOS PRÉVIOS Conhecimentos previamente adquiridos nas aulas teóricas:
Conceito de magnetismo
Campo magnético (módulo, direção e sentido)
Força magnética (atração e repulsão)
Inseparabilidade dos polos magnéticos
Linhas de campo magnético- O PARA REVISAR
1. O que é um ímã ? 2. Quais são as características principais de um ímã ? 3. Enumere, pelo menos, 8 utilidades de um ímã. 4. Cite equipamentos/aparelhos que existem em sua
casa e que utilizam ímã.
EXPERIMENTANDO 1 Com o auxílio de algumas bússolas (e até mesmo de seu smartphone) faça um mapeamento do campo magnético de um ímã em forma de barra ou cilíndrico. Não fique limitado ao plano do caderno ou da mesa. Pense e responda com base em seus conhecimentos prévios: o campo magnético (de um ímã, da Terra, de um solenoide) é bidimensional ou tridimensional?
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Instruções iniciais
Juntamente com os membros do seu grupo
leia as instruções abaixo
Verifique se os materiais listados
encontram-se na sua bancada.
Objetivos
Construir um aparato que permita “visualizar”,
tridimensionalmente, as linhas de campo magnético de
um ímã.
Materiais Necessários:
01 ímã de neodímio 12 alfinetes
01 tubo de linha régua de 30 cm
01 pistola de cola quente
02 bastões de cola
01 estilete ou alicate de corte
12 palitos de madeira de 25 cm
5
Figura 1. Fotografia dos materiais
Figura 2. Fotografia da base
Figura 3. Fotografia mostrando reforço da base
Figura 4. Fotografia mostrando a montagem dos “pilares”.
Figura 5. Fotografia mostrando a colagem do ímã.
Figura 6. Fotografia mostrando a colagem do suporte do ímã.
I. Montagem da base de sustentação
1) Corte quatro palitos com 12 cm cada um. Faça um
quadrado com os palitos, utilizando a pistola de cola
quente para unir as extremidades dos palitos. Esta
será a base que sustentará os demais palitos,
conforme mostrado na figura 2.
2) Corte dois palitos com aproximadamente 17 cm cada,
cole um em cada diagonal da base, conforme indica a
figura 3. Esse procedimento serve para dar sustentação ao arranjo e evitar deformações.
3) Corte quatro palitos cada um com 10 cm, e cole-os,
um palito em cada vértice do quadrado. Estes serão os
pilares que sustentarão as linhas e os alfinetes,
conforme índica a figura 4.
II. Montagem do suporte do ímã
4) Corte dois palitos com 6 cm e cole o ímã de neodímio
entre eles, conforme indica a figura 5. Aguarde secar.
5) Cole o suporte do ímã no centro da base, conforme indica a figura 6.
* O anexo I apresenta um esquema de
montagem de toda a estrutura.
III. Fixação dos alfinetes
6) Corte 12 pedaços de 15 cm de linha e amarre uma
linha em cada alfinete. 7) Na extremidade livre de cada linha faça um laço para
prendê-las na coluna. Para garantir que a linha não escorregue pela coluna uma opção é passar cola quente.
8) Prenda três alfinetes em cada coluna. A figura 7 indica uma montagem parcial. É importante ajustar o tamanho da linha de modo que o alfinete fique suspenso, não tocando o ímã.
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Figura 7. Fotografia da montagem final
EXPERIMENTANDO 2
Ao lado segue algumas questões que devem ser respondidas através da interação com o experimento.
i) Identifique os polos do ímã.
ii) Existe alguma simetria nas linhas observadas? Explique.
iii) O que acontece com a configuração dos alfinetes se a
posição do ímã for alterada?
iv) Tente estabelecer o limite de atuação do campo
magnético do ímã?
v) Aproxime outro ímã idêntico da configuração e veja
como as linhas se alteram.
PARA SABER MAIS
Discuta com os outros grupos:
Por que os alfinetes são caíram sob atuação da força gravitacional?
A região do campo magnética é contínua. Como se poderia demonstrar experimentalmente essa
informação
Apenas com base no experimento seria possível determinar os polos do ímã. Se não, como seria
possível fazer a identificação.
Você usou alfinetes no experimento. Seria possível usar algo com o mesmo material, mas muito mais
pesado? Explique. - Na sua opinião, a construção teórica das linhas de campo é uma boa maneira de
dar uma descrição do campo magnético?
Se você tivesse um ímã com o mesmo formato geométrico mas com o triplo do tamanho e também
com o triplo de campo magnético como você poderia modificar seu experimento para deixar claro as
diferenças com o primeiro ímã?
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ATIVIDADE EXPERIMENTAL 2
TREM MAGNÉTICO
INTRODUÇÃO
A Lei de Indução Eletromagnética (ou Lei
de Faraday) diz que, quando houver variação do fluxo
magnético através de um circuito fechado (como numa
espira condutora), surgirá no circuito uma fem
induzida; em outras palavras, uma corrente induzida
será estabelecida no circuito.
CONHECIMENTOS PRÉVIOS
Conhecimentos previamente adquiridos nas aulas
teóricas:
Magnetismo e suas propriedades.
Indução eletromagnética e fem induzida.
Lei de Faraday.
Lei de Lenz.
Corrente elétrica e ddp (diferença de potencial)
PARA REVISAR
1. Descreva o fenômeno da indução eletromagnética.
2. O que é uma fem ?
3. O que diz a Lei de Lenz?
4. O que é corrente elétrica induzida?
5. Cite aplicações da indução eletromagnética.
EXPERIMENTADO 1 Com o auxílio de uma bússola (e até mesmo de seu smartphone) determine a polaridade dos ímãs que constam do seu kit. Meça a ddp de cada pilha, certificando-se de fazer uma leitura positiva no multímetro.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Instruções iniciais
Juntamente com os membros do seu grupo
leia todo o material antes de iniciar o
experimento.
Verifique se os materiais listados
encontram-se na sua bancada.
Objetivos
Construir um mini protótipo de um trem
eletromagnético.
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Figura 1. Fotografia dos materiais
Figura 2. Fotografia mostrando o procedimento para a construção da espiral de estanho
Figura 3. Fixação dos ímãs nas extremidades da pilha
Figura 4. Fotografia mostrando inserção da pilha no trilho.
Materiais Necessários 01 Rolo de estanho 1,5mm (500g)
01 Pilha AAA ou AA
01 tubo com diâmetro de 1,5 mm
02 ímãs de neodímio – pastilhas de 1,5 mm de
diâmetro
6. Montagem do experimento
1. Sob uma superfície plana, construir a espiral (trilho)
enrolando, manualmente, o fio de estanho. O
procedimento fica mais fácil com o auxílio do tubo.
Ver figura 1.
O estanho é bastante maleável. Tome cuidado para não desmanchar a espiral depois de construída
2. Na extremidade de cada polo da pilha coloque um
ímã, conforme indica a figura 3.
3. Em uma superfície plana, forme um semicírculo com
a espiral e em uma das extremidades introduza a
pilha com os ímãs afixados. Cuide para que a pilha
não fique presa no fio.
4. Dê um pequeno peteleco na pilha
* O anexo 2 traz um esquema de montagem
do trilho e do “trem”.
2. Observação do experimento
Observe o seu próprio experimento e o dos colegas e
responda:
i. A sua pilha entrou em movimento?
ii. E a de seus colegas?
EXPERIMENTANDO 2
É bastante provável que alguns dos “trens”
tenham se colocado em movimento e outros
não.
Descartando problemas na construção, qual
poderia ser o motivo para a falha no
experimento?
Ao lado seguem algumas sugestões para que
você tente elucidar o problema.
No passo 2 do procedimento experimental foi
solicitado que fossem fixados um ímã em cada
extremidade da pilha. Nenhuma instrução foi dada
acerca de como os polos dos ímãs deveriam estar
posicionados em relação ao outro.
Será que essa configuração dos ímãs é
importante?
Para determinar a importância da polaridade
correta dos ímãs neste experimento, é preciso
entender que os ímãs devem ser colocados numa
10
configuração tal que as forças magnéticas que
atuem na pilha sejam repulsivas, permitindo o
movimento.
Você pode determinar, a priori, com uso da teoria,
a configuração correta. Caso não consiga, uma
possibilidade é testar todas as 04 possibilidades de
arranjo dos ímãs e as pilhas.
Depois de todos os testes, você já deve estar apto
a responder: como os ímãs devem ser fixados na
pilha para que o “trem” fique em movimento?
EXPERIMENTANDO 3
Qual o efeito de se colocar mais de um ímã nas
extremidades da pilha?
Coloque dois ímãs nas extremidades das pilhas
(cuidado com as polaridades) e compare com a
situação de um único ímã.
PARA SABER MAIS
Discuta com os outros grupos:
Como se dá o processo de indução eletromagnética nesse experimento já que não foi feita uma
ligação entre as extremidades da pilha e as extremidades do estanho?
Por que outros materiais o estanho poderia ser substituído?
Esquematize os campos magnéticos do sistema ímã-pilha-ímã com os ímãs tendo polos contrários
voltados uma para o outro (N-S ou S-N).
Esquematize os campos magnéticos do sistema ímã-pilha-ímã com os ímãs tendo os mesmos polos
voltados uma para o outro (N-N ou S-S).
No esquema da situação anterior acrescente o campo magnético que foi induzido na espira.
É possível utilizar a lei de Lenz para determinar o sentido da corrente induzida e, portanto, do campo
magnético estabelecido na espira?
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EXPERIMENTAL 3
RAMPA MAGNÉTICA
INTRODUÇÃO
Já vimos que uma fem e um corrente são
induzidas quando um condutor se move em um
campo magnético ou quando um campo magnético se
move em relação a um condutor, ou seja, quando o
fluxo magnético é variável.
Como consequencia, correntes circulantes
chamadas de correntes parasitas ou correntes de
Foucault (eddy current em inglês) são induzidas em
pedaços de metal não magnético que se movem
através de um campo magnético. Estas correntes
parasitas podem produzir mortecimento magnético no
movimento envolvido.
São inúmeras as aplicações tecnológicas das
correntes de Foucault, entre elas a rampa magnética
CONHECIMENTOS PRÉVIOS Conhecimentos previamente adquiridos nas aulas teóricas:
Lei da indução eletromagnética
Lei de Lenz
Correntes e fem induzidas
Correntes parasitas
PARA REVISAR 5. O que são as correntes parasitas?
6. Qual(is) a(s) condição(ões) necessárias para que se
estabeleça correntes parasitas em um dado material?
7. As correntes parasitas sempre atuam em benefício de
um sistema?
8. Cite exemplos em que se estabelecem correntes
parasitas em um sistema e se estas são desejáveis ou
indesejáveis.
OBJETIVO Com barras de diferentes materiais e pequenos objetos
também de diferentes materiais, magnéticos e não
magnéticos, é possível verificar se as correntes parasitas
são estabelecidas no sistema.
Quando as correntes são estabelecidas seu efeito no
sistema são visíveis e pode-se estabelece-lo
qualitativamente. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Instruções iniciais
Juntamente com os membros do seu grupo
leia as instruções abaixo
Verifique se os materiais listados
encontram-se na sua bancada.
Objetivos
Construir o experimento conhecido como rampa
magnética para mostrar um dos efeitos das correntes
parasitas.
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Figura 1. Fotografia dos materiais
Figura 2. Fotografia da montagem da rampa
Materiais Necessários:
Três barras (tipo régua): madeira, acrílico e cobre
e/ou alumínio, preferencialmente do mesmo
tamanho
Barra larga de madeira para fixação das réguas
03 imãs de neodímio (plastilha)
01 moeda
02 tampa de garrafa pet
cronômetro
IV. Montagem da rampa
*Encaixe as 03 réguas na barra maior, conforme indica
a figura 2.
**Em uma superfície plana (uma mesa, por exemplo),
incline a barra larga de um ângulo de mais ou menos 30º,
para formar a rampa. Utilize um apoio rígido para manter
a rampa inclinada.
*** Faça, uma marcação em cada uma das réguas para
indicar a posição em que os objetos deverão ser soltos.
EXPERIMENTANDO 1
Neste experimento iremos comparar o tempo de descida de cada um dos pequenos objetos em cada uma das três rampas
* Neste experimentos desprezamos as forças de atrito. Por isso nossas rampas são polidas: para minimizar ao máximo os efeitos do atrito
Parte 1
Pegue cada um dos objetos, nessa ordem: tampa de
garrafa, a moeda e o ímã e faça-os escorregar pela
rampa de madeira.
Registre os tempos de descida de cada um. Compare
os resultados.
Parte 2
Pegue cada um dos objetos, nessa ordem: tampa de
garrafa, a moeda e o ímã e faça-os escorregar pela
rampa de acrílico.
Registre os tempos de descida de cada um. Compare
os resultados.
Compare, para cada um dos objetos, os tempos de
descida nas rampas de madeira e de acrílico.
Parte 3
Pegue cada um dos objetos, nessa ordem: tampa de
garrafa, a moeda e o ímã e faça-os escorregar pela
rampa de cobre ou alumínio.
Registre os tempos de descida de cada um. Compare
os resultados. Algum dos resultados chama a atenção.
Qual?
Compare, para cada um dos objetos, os tempos de
descida nas rampas de madeira, de acrílico e de
cobre/alumínio.
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EXPERIMENTANDO 2
Com a experimentação acima pudemos
verificar qual par de materiais (objeto-rampa)
tem um comportamento diferente dos
demais.
Vamos agora fazer uma nova exploração do
fenômeno que acabamos de presenciar
Parte 4
Pegue os 03 ímãs de neodímio e faça-os descer
simultaneamente pelas três rampas. Observe o tempo
de descida.
Relate os resultados observados
* O anexo 3 mostra um esquema de montagem da
Rampa.
PARA SABER MAIS
Discuta com os outros grupos:
A que força estão sujeitos todos os objetos que descem a rampa (desconsiderando as forças de atrito)?
Qual par de materiais (objeto-rampa) mostrou um comportamento diferente dos demais?
Tanto o objeto que desce a rampa quanto a própria rampa tem características que as separam dos
demais objetos. Que características são essas?
Com qual fenômeno físico se explica o resultado do experimento em questão?
Para que haja indução eletromagnética é necessário haver variação do campo magnético. O campo
magnético do experimento está realmente variando? Explique.
Onde se estabelecem as correntes parasitas neste experimento?
Explique a composição de forças que faz com que o efeito das correntes parasitas na rampa seja a
freagem do movimento do ímã.
Por quê as correntes parasitas não se estabeleceram nas rampas de madeira e de acrílico?
Há diferença quantitativa quando se utiliza régua de alumínio ou de cobre?
Se a régua estivesse em repouso em relação ao ímã haveria ainda as correntes parasitas?
Pesquise sobre utilização das correntes de Foucault na indústria em aplicações tecnológicas
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ATIVIDADE EXPERIMENTAL 4
AMORTECIMENTO MAGNÉTICO
INTRODUÇÃO
No experimento anterior vimos uma aplicação
interessante das correntes parasitas: o amortecimento
provocado no movimento de um ímã que desce por uma
rampa metálica.
Observamos que é determinante para o efeito o fato do
ímã estar em movimento em relação a rampa. Vimos
também que esse efeito é muito importante em várias
aplicações industriais e tecnológicas.
Agora vamos mostrar um outro efeito das correntes
parasitas que ocorre quando um ímã cai em um tubo
metálico.
CONHECIMENTOS PRÉVIOS Conhecimentos previamente adquiridos nas aulas teóricas:
Lei da indução eletromagnética
Lei de Lenz
Correntes e fem induzidas
Correntes parasitas
PARA REVISAR 9. O que são as correntes parasitas?
10. Qual(is) a(s) condição(ões) necessárias para que se
estabeleça correntes parasitas em um dado material?
11. As correntes parasitas sempre atuam em benefício de
um sistema?
12. Cite exemplos em que se estabelecem correntes
parasitas em um sistema e se estas são desejáveis ou
indesejáveis.
EXPERIMENTANDO Com tubos de diferentes materiais e pequenos objetos
também de diferentes materiais, magnéticos e não
magnéticos e um ímã, é possível verificar se as correntes
parasitas são estabelecidas no sistema.
Quando as correntes são estabelecidas seu efeito no
sistema são visíveis e pode-se estabelece-lo
qualitativamente. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Instruções iniciais
Juntamente com os membros do seu grupo
leia as instruções abaixo
Verifique se os materiais listados encontram-
se na sua bancada.
Objetivos
Construir o experimento conhecido como amortecimento
magnético para demostrar um dos efeitos das correntes
parasitas.
Materiais Necessários:
03 tubos (cerca de 1m cada) de diferentes materiais
com o mesmo diâmetro: PVC, alumínio, cobre.
03 imã de neodímio
03 Parafuso de aço
03 Bola de gude
Cronômetro
Para o suporte dos tubos
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Figura 1. Fotografia dos materiais
Figura 2. Fotografia da montagem da rampa
Pedaços de madeira
Pregos ou parafusos
Fita durex ou fita crepe
V. Montagem do suporte do tubo
*Fixe uma barra de madeira de cerca de 40 cm em uma
base também de madeira, conforme indica a figura 2.
**Pegue duas barras de madeira de cerca de 50cm e
fixe nelas, com fita durex ou crepe, os três tubos,
igualmente espaçados (figura 2).
*** Fixe o sistema com os tubos na barra central do
suporte (figura 2) .
EXPERIMENTANDO 1
Neste experimento iremos comparar o tempo de descida de cada um dos pequenos objetos e do ímã em cada um dos três tubos
Parte 1 – Soltar em sequencia diferentes objetos pelo
mesmo tubo
a) Pegue cada um dos objetos, nessa ordem: bola de
gude, parafuso de aço e o ímã e solte-os, em
sequência, dentro do tubo de PVC
Registre os tempos de queda de cada um.
Compare os resultados.
Algum dos resultados chama a atenção. Qual?
b) Repita o procedimento anterior para o tubo de
alumínio.
Registre os tempos de queda de cada um.
Compare os resultados.
Algum dos resultados chama a atenção. Qual?
c) Repita o procedimento anterior para o tubo de
cobre.
Registre os tempos de queda de cada um.
Compare os resultados.
Algum dos resultados chama a atenção. Qual?
Parte 2 – Soltar objetos iguais, simultaneamente, em
diferentes tubos
a) Pegue 03 (três) bolas de gude e solte-as,
simultaneamente, dentro de cada um dos tubos.
Registre os tempos de queda de cada um.
Compare os resultados.
Algum dos resultados chama a atenção. Qual?
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b) Repita o procedimento anterior para os parafusos de
aço.
Registre os tempos de queda de cada um.
Compare os resultados.
Algum dos resultados chama a atenção. Qual?
c) Repita o procedimento anterior para os ímãs.
Registre os tempos de queda de cada um.
Compare os resultados.
Algum dos resultados chama a atenção. Qual?
EXPERIMENTANDO 2
Com a experimentação acima pudemos
verificar qual par de materiais (objeto-tubo)
propicia um maior amortecimento na queda.
Vamos agora fazer uma nova exploração do
fenômeno que acabamos de presenciar.
Parte 3 – Reexperimentando
Pegue 01 ímã de neodímio e solte-o pelo tubo de
cobre.
Explique conceitualmente o porquê do amortecimento
no tempo de queda do ímã (amortecimento).
PARA SABER MAIS
Discuta com os outros grupos:
O efeito aconteceria se o tubo fosse de material magnético, como por exemplo o ferro? Explique.
Em quais dos experimentos os objetos soltos caem em Queda Livre?
Em quais dos experimentos os objetos soltos NÃO caem em Queda Livre? Explique.
Por qu o amortecimento é possível de ocorrer no tubo de alumínio e cobre e não no de PVC?
Por que o amortecimento ocorre com o ímã de neodímio (nos tubos de alumínio ou cobre) e não no
de PVC?
Com qual fenômeno físico se explica o resultado do experimento em questão?
Para que haja indução eletromagnética é necessário haver variação do campo magnético. O campo
magnético do experimento está realmente variando? Explique.
Onde se estabelecem as correntes parasitas neste experimento?
Explique a composição de forças que faz com que o efeito das correntes parasitas no tubo seja o
amortecimento (freagem) do movimento do ímã.
Por quê as correntes parasitas não se estabeleceram no tubo de PVC?
Há diferença quantitativa quando se utiliza os tubos de alumínio ou de cobre?
Se o ímã estivesse em repouso em relação ao tubo haveria ainda as correntes parasitas?
O que há de comum entre este experimento e o da rampa magnética?
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ATIVIDADE EXPERIMENTAL 5
FREIO MAGNÉTICO
INTRODUÇÃO
A sequencia dos experimentos anteriores, rampa
inclinada e amortecimento com os objetos em queda
sem contato dentro de tubos, nos deu uma idéia de
como e quando podem ser criadas ou geradas as
corerentes parasitas, agora iremos realizar um efeito
das correntes parasitas quando um imã movimenta-se
sobre uma superficie plana e sem contato direto, com
o pendulo de Foucault.
CONHECIMENTOS PRÉVIOS Conhecimentos previamente adquiridos nas aulas teóricas:
Lei da indução eletromagnética
Lei de Lenz
Correntes e fem induzidas
Correntes parasitas
PARA REVISAR 13 Já ouviu falar em freio magnético ?
14 Em quis dispositivos são utilizados ?
15 Quais as diferenças de um freio magnético e um freio
convencional?
16 É possível utilizar este fenomeno em nosso benefício
?
17 Qual é a aplicabilidade do freio magnético em sua
opinião?
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OBJETIVO
Demonstrar e verificar através de barras de materiais
diferentes, magnéticos e não magnéticos, a geração das
correntes parasitas estabelecidas no sistema com o
pendulo de Foucault.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Instruções iniciais
Juntamente com os membros do seu grupo
leia as instruções abaixo
Verifique se os materiais listados
encontram-se na sua bancada.
Figura 1. Fotografia dos materiais
Figura 2. Fixação do imã
Objetivos
Construir o experimento conhecido como pendulo de
Foucault para mostrar um dos efeitos das correntes
parasitas.
Materiais Necessários:
Duas barras (tipo régua): acrílico e cobre
Pendulo de madeira
01 imã de neodímio
cronômetro
Para confeccionar o pendulo
Três pedaços de madeira 2x4x30 cm
Um pedaço de madeira 2x10x30 cm
Pregos ou parafusos
Fita crepe ou cola quente
Dois rolamentos
Obs: O desenho explodido de como construir o
pendulo segue no apêndice -x
I. Montagem do pendulo
*Com auxilio de cola quente ou fita adesiva, fixe o imã
de neodímio na ponta inferior do pendulo.como mostra a
figura 2.
**Em uma superfície plana, coloque o pendulo (em
uma mesa, por exemplo)
**Movimente o braço do pendulo e faça, uma
marcação da posição ou altura para tomar como padrão
para as demais posições de verificação. Como indicado na
Figura 4.
21
EXPERIMENTANDO 1 Neste experimento iremos comparar o tempo de oscilação do pendulo com cada uma das chapas, acrílico ou cobre.
* Neste experimentos desprezamos as forças
de atrito do ar e do mecanismo móvel do pendulo. Por isso utilizamos rolamentos para minimizar ao máximo os efeitos do atrito
Figura 3. Montagem do pendulo com chapa de acrilico.
Figura 4. Altura da haste do pendulo.
Parte 1
A. encaixe a régua de acrílico na base, conforme indica a
figura 3..
B. Movimento o pendulo até a altura considerada padrão
para verificação.conforme figura 4.
C. Registre os tempos de oscilação do pendulo após soltá-
lo. Compare os resultados.
Parte 2
A. Encaixe a régua de cobre na base, conforme indica a
figura 5..
B. Movimento o pendulo até a altura considerada padrão
para verificação, indicado na figura 4.
C. Registre os tempos de oscilação do pendulo, após soltá-
lo.
Compare, para cada uma das chapas, os tempos de
oscilação do pendulo e compara em qual ocorre a
interação magnética de freagem, na de acrílico ou na
de cobre.
22
Figura 5. Fotografia da montagem do pendulo com chapa de cobre.
PARA SABER MAIS
Discuta com os outros grupos:
Qual materiais (acrílico ou cobre) mostrou um comportamento diferente?
Dos objetos utilizados no experimento magnéticos da rampa, amortecimento e pendulo, qual possui o
mesmo efeito ou mesma características. Que características são essas?
Com qual fenômeno físico se explica o resultado do experimento em questão?
Para que haja indução eletromagnética é necessário haver variação do campo magnético. O campo
magnético do experimento está realmente variando? Explique.
Onde se estabelecem as correntes parasitas neste experimento?
Explique a composição de forças que faz com que o efeito das correntes parasitas na rampa seja a frenagem
do movimento do ímã.
Por quê as correntes parasitas não se estabeleceram no acrílico?
Se a régua estivesse em repouso em relação ao ímã haveria ainda as correntes parasitas?
Pesquise sobre utilização das correntes de Foucault na indústria em aplicações tecnológicas.
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