Experimento 3
MEDIDAS DE INDUÇÃO MAGNÉTICA VS CAMPO MAGNÉTICO APLICADOO que compõe o aparato
experimental?
AMOSTRA: Material Ferromagnético em forma de chapa
EQUIPAMENTOS:
Medida de Indução Magnética:
Fluxômetro ou Fluxímetro
Geração de campo magnético:
Fonte de corrente +
Bobina grande de cobre (bobina primária) + Núcleos de Fe-Si em forma de U
SENSOR: Bobina de Captura (bobina secundária)
Componentes do
experimento
Campo magnético gerado pela
bobina primária
Bobina primária I (V) → H Fonte de corrente HAmostra com sensor
Sensor = bobina de captura ou bobina secundária
H
Porque o sensor é
uma bobina?
Uma voltagem é gerada no material devido à variação do fluxo magnético que varia porque o campo externo varia.
O sensor (bobina secundária) capta a voltagem gerada devido à variação do fluxo magnético na região do
Amostra dentro da bobina primária
H
→
O fluxímetro capta a voltagem na bobina secundária em função do tempo e entrega o valor de indução magnética
medida.
Que aparelho capta a voltagem
gerada na bobina secundária?
Ou seja, dentro do fluxímetro há um circuito que é capaz de transformar a voltagem (força eletromotriz induzida)
em indução magnética.
Mas para isso é necessário fornecer ao aparelho os
valores da área da secção transversal e número de espiras da bobina secundária.
Passos do
Experimento
Medir a área da secção transversal da amostra. Todas as amostras são barras retangulares.
Enrolar a bobina secundária ao redor da amostra, com N espiras.
É montado o conjunto: (Com e sem) Núcleo de Fe-Si + bobina primária + amostra com bobina secundária
Corrente na Bobina
Primária
A bobina primária é ligada à fonte de corrente, que será
aumentada a uma taxa dI/dt e que causa uma variação de
campo dH/dt no interior da bobina.
É aquisitado pelo computador o campo magnético na bobina primaria (ou melhor a
voltagem Vs) em função de t. amostra
Bobina primária
Fonte de corrente
Fluxímetro
• O fluxímetro mede a voltagem induzida na amostra Vind x t.
• O fluxímetro transforma a voltagem induzida vs t. É necessário fornecer ao equipamento a
área da seção transversal (A) e o numero de espiras (N). O fluxímetro entrega o valor de B vs t.
• O valor de B vs t é aquisitado pelo computador, simultaneamente ao H vs t.
Aparato experimental
montado
Bobina em
circuito
magnético
aberto
Bobina (sem núcleo) Chave H Fonte de corrente FluxímetroBobina em
circuito
magnético
aberto
Bobina + amostra (com núcleo) Chave H Fonte de corrente FluxímetroFluxímetro LakeShore Mod. 480 Chave H Fonte de corrente H → Painel traseiro
Vind = Força eletromotriz induzida
Painel frontal 𝑑𝐻 𝑑𝑡 → 𝑑𝜙 𝑑𝑡 → 𝑉𝑖𝑛𝑑 𝑑𝐼 𝑑𝑡 → 𝑑𝑉 𝑑𝑡 → 𝑑𝐻 𝑑𝑡
Converte V
indem B
Dados que serão fornecidos
As medidas de B vs H foram feitas para 3 situações;
1) Medida de indução magnética inicial de H = 0 até H
maxsem o
núcleo de ferrita.
2) Medida de indução magnética inicial de H = 0 até H
maxcom o
núcleo de ferrita
3) Medida da histerese com o núcleo de Fe-Si.
4) Medidas da chapa (material a ser medido)
A medida de histerese é feita por partes
H = 0 até H = Hmax
H = Hmax até H = 0
H = 0 até H = - Hmax
H = - Hmax até H = 0
O que eu preciso saber para entender o experimento e
analisar os resultados? (Introdução)
1) Como é feita a conversão de Vind em B? Ou seja, o que internamente o fluxímetro faz?
2) Qual o princípio físico da origem de Vind?
3) Qual o fenômeno físico que explica as diferenças obtidas entre as curvas medidas com núcleo e sem núcleo? Qual a matemática
envolvida?
4) O que é uma histerese? Quais observáveis físicas podem ser obtidas a partir dela? Qual o significado destas observáveis?
O que eu preciso
calcular
no relatório?
1) Dos dados fornecidos é possível obter a susceptibilidade inicial e o valor de magnetização de saturação (ou valor máximo medido se não saturou) do material a partir da medida de indução magnética inicial de H = 0 até Hmax com o núcleo de Fe-Si.
2) Calcular o fator de desmagnetização da amostra a partir das medidas de indução magnética inicial de H = 0 até Hmax com e sem o núcleo de de Fe-Si.
3) Fornecer as propriedades magnéticas que podem ser extraídas a partir do laço de histerese.
