Ano 2020#eletromagnetismo#campo-magnetico#forca-magnetica#balanca#fase2#discursiva

Sobre o tema

A balança de corrente é um dispositivo experimental utilizado para medir a intensidade de campos magnéticos. Nela, uma bobina retangular, com múltiplas espiras percorridas por corrente elétrica, é suspensa em uma balança de braços iguais. A parte inferior da bobina é imersa em um campo magnético externo uniforme. Quando a corrente flui, a força magnética atua sobre o segmento horizontal inferior, gerando um torque que desequilibra a balança. Invertendo o sentido da corrente, a força magnética inverte de direção, exigindo a adição de uma massa no prato para restabelecer o equilíbrio. A diferença entre as forças nos dois casos é proporcional ao peso extra adicionado, permitindo calcular o módulo do campo magnético a partir de parâmetros conhecidos: número de espiras, corrente, comprimento do condutor imerso e aceleração da gravidade. Esse método ilustra a aplicação da Lei de Lorentz e princípios de equilíbrio de forças.

Tópicos relacionados

  • Força magnética sobre condutor retilíneo
  • Balança de corrente
  • Lei de Ampère
  • Equilíbrio de forças em sistemas elétricos
  • Campo magnético uniforme

Enunciado

Ha diversos meios de se medir a intensidade de um campo magnetico. Usando-se uma balanca de dois bracos, com pratos P1 e P2, e possivel fazer essa medicao. A figura mostra um retangulo JKLM suspenso por um dos pratos de uma balanca, o qual e constituido de um numero n de espiras superpostas. Cada uma das espiras e percorrida por uma corrente i, cujo sentido inicial e mostrado na figura. A parte inferior das espiras esta inserida numa regiao de campo magnetico B (vetor). Se o sentido da corrente for invertido, verifica-se a necessidade de colocar uma carga extra, de massa m, no prato da balanca em que as espiras estao suspensas, para restaurar o equilibrio do sistema. Considerando g a aceleracao da gravidade local, determine a intensidade de B (vetor).

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Perguntas frequentes

Como funciona uma balança de corrente?

Uma balança de corrente mede a força magnética sobre um condutor percorrido por corrente imerso em um campo magnético. Ela utiliza uma balança de dois braços, onde a mudança de corrente inverte a força, sendo compensada por uma massa adicional.

Qual a expressão matemática para a força magnética sobre um condutor?

A força magnética sobre um condutor retilíneo de comprimento L, percorrido por corrente i, imerso em campo magnético uniforme B, é F = i L B sen(θ), onde θ é o ângulo entre a corrente e o campo.

Por que é necessário inverter o sentido da corrente na balança de corrente?

Invertendo o sentido da corrente, a força magnética inverte de direção, permitindo que a diferença entre as forças seja o dobro do módulo de uma delas, o que facilita a medição usando um peso extra.

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