MEDIDAS DE INDUÇÃO 3 MAGNÉTICA

Experimento 3

O 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

Amostra 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 V_s) em função de t. amostra

Bobina primária

Fonte de corrente

Fluxímetro

• O fluxímetro mede a voltagem induzida na amostra V_ind 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 em

circuito

magnético

aberto

Fluxímetro LakeShore Mod. 480 Chave H Fonte de corrente H → Painel traseiro

V_ind = Força eletromotriz induzida

Painel frontal 𝑑𝐻 𝑑𝑡 → 𝑑𝜙 𝑑𝑡 → 𝑉𝑖𝑛𝑑 𝑑𝐼 𝑑𝑡 → 𝑑𝑉 𝑑𝑡 → 𝑑𝐻 𝑑𝑡

Converte V

em 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

sem o

núcleo de ferrita.

2) Medida de indução magnética inicial de H = 0 até H

com 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 V_ind em B? Ou seja, o que internamente o fluxímetro faz?

2) Qual o princípio físico da origem de V_ind?

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 H_max 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 H_max com e sem o núcleo de de Fe-Si.

3) Fornecer as propriedades magnéticas que podem ser extraídas a partir do laço de histerese.

O que eu preciso

discutir

no relatório?

1) Comparar os dados obtidos com dados da literatura: , M

, H

,

M

quando possível.

2) O que você observou de diferente entre as curvas de

magnetização inicial medidas com e sem o núcleo? Porque?

3) Discutir se os materiais são duros ou macios magneticamente.

4) O que aconteceria se eu medisse uma histerese sem núcleo?