Documentação do produto / Documentación del producto

Física Experimental - Magnetismo - Kit eletromagnetismo I - EQ405A
Índice Remissivo ........................................................................................................................................................................................................ 5
Abertura .................................................................................................................................. 7
O presente manual é composto por três partes: Documentação do produto, Instruções para o
professor e Atividades para o aluno. .................................................................................... 7
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Documentação do produto / Documentación del
producto / Product Documentation. ..................... 7
Atendimento ao cliente. ...................................................................................................................................................................... 8
Também dos Direitos Autorais: ......................................................................................................................................................... 8
• “A publicação/divulgação da(s) fotografia(s) e/ou ilustração(ões) reproduzida(s) na presente obra dependerá da prévia e expressa
autorização do(s) fotógrafo(s) e/ou ilustrador(es) como da concordância das pessoas retratadas, se for o caso.” .......................... 8
Também das Patentes Industriais: .................................................................................................................................................... 8
• Os produtos Cidepe contem uma ou mais patentes industriais, portanto são protegidos pela Lei das Patentes da Propriedade
Industrial, sendo proibida sua cópia ............................................................................................................................................... 8
Atendimiento al cliente. ...................................................................................................................................................................... 8
También de los Derechos de Autor: ................................................................................................................................................... 8
• "La publicación/ divulgación de la(s) fotografía(s) e/o ilustración (ciones) reproducida(s) en la presente obra dependerá de la
previa y expresa autorización del (de los) fotógrafo(s) y/o ilustrador(es) como de la concordancia de las personas retratadas, si
es el caso". ....................................................................................................................................................................................... 8
También de las Patentes Industriales ................................................................................................................................................ 8
• Los productos Cidepe contan con un o más patentes industriales, por lo tanto, son protegidos por la Ley de las Patentes de la
Propiedad Industrial, siendo prohibida su copia. ............................................................................................................................ 8
Customer service. ................................................................................................................................................................................ 9
Copyright: ........................................................................................................................................................................................... 9
• "The publication/release of the photographs and/or illustrations reproduced in this book depend on the prior and express
authorization of the photographer and/or illustrator as the agreement of the people portrayed, if applicable." ............................. 9
Industrial patents. ............................................................................................................................................................................... 9
• Cidepe's products contain industrial patents, therefore protected by the Patent Law of Industrial Property, being prohibited its
copy. ................................................................................................................................................................................................ 9
Garantia / Guarantee............................................................................................................ 10
Certificado de Garantia Internacional ........................................................................................................................................... 10
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “199…” são destinadas ao professor. ............................................................................................................................................................................ 10
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “999…” são destinadas a informações de segurança e avisos importantes. .................................................................................................................. 10
Certificado de Garantía Internacional ........................................................................................................................................... 10
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician con los guarismos
"199…", son destinadas al profesor. ............................................................................................................................................. 10
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician por los guarismos
"99…", son destinadas a informaciones de seguridad y avisos importantes. ............................................................................... 10
International Certificate of Guarantee ........................................................................................................................................... 11
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "199…" are intended to the teacher.11
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "999…" are for safety information
and important warnings. ............................................................................................................................................................... 11
PCN ........................................................................................................................................ 11
Os produtos Cidepe são adequados aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN. ................................................................. 11
Los productos Cidepe son adecuados a los Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN. ............................................................ 11
Cidepe's products are adequate for Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN ........................................................................ 11
9999.990 ................................................................................................................................. 12
Informações sobre segurança em equipamentos elétricos ............................................................................................................. 12
Advertências e símbolos de advertência ....................................................................................................................................... 12
Evite colocar aparelhos elétricos em lugares molhados ................................................................................................................ 12
Precauções quanto ao cabo de alimentação CA ............................................................................................................................ 13
A alimentação e a instalação elétrica ............................................................................................................................................. 13
1
Física Experimental - Magnetismo - Kit eletromagnetismo I - EQ405A
Evite a sobrecarga de corrente elétrica .......................................................................................................................................... 14
Caso de amplitude sonora (volume de audio) ............................................................................................................................... 14
Caso de trocadores de calor (aquecedores) ................................................................................................................................... 14
Caso de câmaras de pressão .......................................................................................................................................................... 14
9999.992 ................................................................................................................................. 16
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Informações sobre avisos importantes de uso e de serviços. ......................................................................................................... 16
Evite a corrosão do equipamento .................................................................................................................................................. 16
Acessórios conectáveis ao equipamento ....................................................................................................................................... 16
A limpeza ...................................................................................................................................................................................... 16
Equipamentos com entradas para ventilação ................................................................................................................................ 16
A manutenção em equipamentos não elétricos ............................................................................................................................. 17
Caso de troca ou reposição de peças ............................................................................................................................................. 17
Questões ambientais ......................................................................................................................................................................... 17
O descarte da embalagem .............................................................................................................................................................. 17
O descarte de um produto não elétrico .......................................................................................................................................... 17
O descarte de um produto elétrico ................................................................................................................................................ 17
O descarte de pilhas (ou baterias) elétricas, quando for o caso ..................................................................................................... 17
Instruções para o professor. ...................................18
Identificação do produto e seus componentes, passo a passo das montagens, cuidados, informações técnicas e teóricas relevantes. ........................................................................................................................................................................................... 18
Os diferentes níveis de sugestões experimentais nos manuais Cidepe. ........................................................................................ 18
Como montar um manual personalizado com a sequência experimental desejada. ...................................................................... 18
Como montar um manual personalizado com capa personalizada. ............................................................................................... 18
Onde encontrar o sumário atualizado das instruções que acompanham determinado equipamento constante em qualquer conjunto Cidepe. ................................................................................................................................................................................ 18
Outras informações e suporte técnico. .......................................................................................................................................... 18
1992.118 ................................................................................................................................. 19
Conheça o kit eletromagnetismo I. .................................................................................................................................................. 19
1992.017A2 ............................................................................................................................ 21
Conheça o transformador desmontável master. ............................................................................................................................. 21
1992.051 ................................................................................................................................. 23
Conheça o conjunto para Lei de Lenz-Faraday e correntes de Foucault. .................................................................................... 23
Ajustagem inicial. ......................................................................................................................................................................... 23
Como posicionar os tubos. ............................................................................................................................................................ 23
Como posicionar os painéis 3 e 4. ................................................................................................................................................. 24
1992.118_A ............................................................................................................................. 25
O conjunto bússola com sistemas de bobinas paralelas projetável. ............................................................................................. 25
1992.015 ................................................................................................................................. 26
O conjunto eletromagnético com trilhos articuláveis .................................................................................................................... 26
Exemplo de utilização ................................................................................................................................................................... 27
As conexões elétricas .................................................................................................................................................................... 27
1992.017A4 ............................................................................................................................ 28
A montagem do transformador para corrente de 140 A no secundário. ...................................................................................... 28
• Os acessórios que podem ser conectados na bobina de 6 espiras. .............................................................................................. 28
• A montagem para alta corrente em redes locais de 110 a 127 VAC. ........................................................................................... 28
• O aterramento de segurança (1). ................................................................................................................................................... 28
• A montagem para alta corrente em redes locais de 220 VAC. .................................................................................................... 29
• O aterramento de segurança (2). ................................................................................................................................................. 29
• Cuidado! Experimento com alta dissipação térmica. .................................................................................................................. 29
• Como e onde colocar as espira condutora para alta corrente. ..................................................................................................... 30
1992.013 ................................................................................................................................. 31
Os cuidados com os ímãs permanentes. .......................................................................................................................................... 31
Os cuidados com as bússolas. ....................................................................................................................................................... 31
2
Física Experimental - Magnetismo - Kit eletromagnetismo I - EQ405A
1992.164 ................................................................................................................................. 32
Conheça a mesa seca projetável para espectro magnético. ........................................................................................................... 32
• Cuidado! Não utilize mesa de espectro magnético que contenha meio líquido nas atividades com o transformador. ............... 32
0000Z_AtivAL ....................................................................................................................... 33
Atividades para o aluno .........................................33
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1082.120 ................................................................................................................................. 34
O mapeamento do campo magnético de um ímã. .......................................................................................................................... 34
Um artifício para “visualizar” as linhas de indução magnética. .................................................................................................. 34
• A imantação por indução. ........................................................................................................................................................... 34
• As linhas de indução magnética. ................................................................................................................................................ 35
• As substâncias ferromagnéticas. ................................................................................................................................................. 35
O campo magnético. ......................................................................................................................................................................... 35
• A imantação por atrito (imantação por contato). ........................................................................................................................ 36
Os pólos de um ímã. .......................................................................................................................................................................... 36
• A inseparabilidade dos pólos magnéticos de um ímã. ................................................................................................................ 36
• A repulsão entre pólos magnéticos iguais. .................................................................................................................................. 36
• A atração entre pólos magnéticos diferentes. .............................................................................................................................. 36
O espectro magnético entre pólos magnéticos diferentes............................................................................................................... 36
O espectro magnético entre pólos magnéticos iguais. .................................................................................................................... 36
1082.122 ................................................................................................................................. 38
Identificação dos pólos magnéticos e das linhas de força num objeto magnetizado. .................................................................. 38
• Os ímãs permanentes. ................................................................................................................................................................. 38
• Os pólos magnéticos. ...................................................................................................................................................... 38
• A atração e a repulsão entre pólos magnéticos. ............................................................................................................... 38
• A linha de força magnética. ........................................................................................................................................................ 38
• A direção da linha de força magnética. ............................................................................................................................ 38
• As convenções das linhas de força magnética. ........................................................................................................................... 38
• Caso de uso com retroprojetor. ................................................................................................................................................... 39
• Caso de uso sem retroprojetor. ................................................................................................................................................... 39
1082.178 ................................................................................................................................. 40
A lei de Faraday, a lei de Lenz e a lei de Foucault, o freio magnético. ......................................................................................... 40
• A indução magnética. ................................................................................................................................................................. 40
• A indução eletromagnética, a corrente induzida e o fluxo indutor. ............................................................................................ 40
• A lei de Lenz. .............................................................................................................................................................................. 40
• O sentido da corrente induzida. ....................................................................................................................................... 40
• Foucault, Jean Bernard Léon. .......................................................................................................................................... 40
• A corrente de Foucault. ............................................................................................................................................................... 40
1082.136 ................................................................................................................................. 43
A ação da força eletromagnética atuante num condutor imerso num campo magnético, quando por ele circula uma corrente
elétrica................................................................................................................................................................................................ 43
O magnetismo, o magnetismo terrestre ......................................................................................................................................... 43
O eletromagnetismo .......................................................................................................................................................................... 43
Oersted, Hans Christian (1777 - 1851) .............................................................................................................................. 43
Oersted, a união da eletricidade com o magnetismo ..................................................................................................................... 43
A força eletromagnética ................................................................................................................................................................ 43
A lei de Biot e Savart ......................................................................................................................................................... 46
1082.128A .............................................................................................................................. 47
Os fenômenos eletromagnéticos e a indução eletromagnética....................................................................................................... 47
• Lenz, Heinrich Friedrich Emil ( 1804 - 1865). ............................................................................................................... 47
• A lei da indução eletromagnética de Lenz. ................................................................................................................................. 47
• Faraday, Michael (1791-1867). ....................................................................................................................................... 47
• A lei de Faraday (lei da indução eletromagnética de Faraday). .................................................................................................. 48
• A lei da indução eletromagnética de Faraday e Lenz. ................................................................................................................. 48
• A indução de uma corrente elétrica a partir da indução magnética. ............................................................................................ 48
3
Física Experimental - Magnetismo - Kit eletromagnetismo I - EQ405A
1082.136_A ............................................................................................................................ 51
Um experimento clássico: A força eletromagnética que atua num condutor percorrido por uma corrente elétrica e imerso
num campo magnético...................................................................................................................................................................... 51
1082.152 ................................................................................................................................. 54
Um motor elétrico de corrente contínua. ........................................................................................................................................ 54
1082.160A .............................................................................................................................. 56
A indução magnética gerada por uma corrente elétrica num condutor retilíneo, o trafo. ......................................................... 56
• Oersted, Hans Christian, (1777 a 1851) .......................................................................................................................... 56
• O campo magnético. ................................................................................................................................................................... 56
• O vetor indução magnética. ........................................................................................................................................................ 56
• As linhas de indução magnética. ................................................................................................................................................ 57
• Biot, Jean Baptiste (1774-1862). ..................................................................................................................................... 58
• Savart, Felix (1791-1841). .............................................................................................................................................. 58
• A lei de Biot e Savart. ................................................................................................................................................................. 58
1082.164A .............................................................................................................................. 59
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
A indução magnética entre dois condutores paralelos e retilíneos percorridos por correntes elétricas, o trafo. ...................... 59
• A permeabilidade magnética no vácuo. ........................................................................................................................... 61
1082.168A .............................................................................................................................. 62
A indução magnética B no centro de uma espira circular percorrida por uma corrente elétrica, o trafo. ................................ 62
1082.172A .............................................................................................................................. 65
A indução magnética no interior de um solenóide percorrido por uma corrente elétrica, o trafo. ............................................ 65
• O solenóide e a bobina. ............................................................................................................................................................... 65
1082.176A .............................................................................................................................. 67
Os fenômenos eletromagnéticos e o transformador elétrico elevador e abaixador de tensão, o trafo. ...................................... 67
• O transformador elétrico ideal. ................................................................................................................................................... 67
• O funcionamento de transformador elétrico. .............................................................................................................................. 67
• O primário, a armadura e o secundário do transformador. .............................................................................................. 67
• A lei da indução eletromagnética de Lenz. ................................................................................................................................. 68
• Neumann, Franz Ernst (1798-1895). ............................................................................................................................... 68
• A lei da indução eletromagnética de Faraday, Neumann e Lenz (lei da indução de Faraday e Lenz). ........................................ 68
O campo magnético gerado por uma corrente elétrica. ................................................................................................................. 69
• O material ferromagnético e a permeabilidade magnética. ......................................................................................................... 70
Os transformadores elevadores e abaixadores de tensão, corrente alternada. ............................................................................ 71
O transformador, relações entre, tensão, corrente e número de espiras. ...................................................................................... 72
4
Física Experimental - Magnetismo - Kit eletromagnetismo I - EQ405A
F
Índice Remissivo
Faraday, Michael (1791-1867) 47
Felix Savart 58
fenômenos eletromagnéticos 50
ferromagnético 70
fluxo de indução eletromagnética 68
fluxo de indução magnética 47, 68
fluxo indutor 40
força eletromagnética 43, 44, 50, 51, 60
força eletromagnética atuante num condutor 43
força eletromotriz induzida 68
força produzida pela indução magnética sobre carga
Foucault, Jean Bernard Léon 40
Franz Ernst Neumann 68
freio magnético 41
A
aberturas de ventilação 14
ação do vetor indução magnética sobre cargas 51
advertência 12
alimentação e a instalação elétrica 13
armadura 68
aterramento de segurança 28, 29
atração entre polos magnéticos diferentes 36
B
Biot, Jean Baptiste 58
bobina 65
bobina do primário 59, 62, 66
bobina do secundário 59, 62, 66
bússola 43
H
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
C
cabo de alimentação CA 13
campo magnético 34, 35, 38, 43, 47, 56
campo magnético uniforme 39
carga elétrica 47
carga elétrica em movimento 47
carga elétrica em movimento gera campo magnético 43
convenções das linhas de força magnética 38
corrente de magnetização 72
corrente elétrica, gera ao seu redor um campo 43
corrente elétrica induzida 47, 48, 50
corrente elétrica induzida ou corrente eletromagné 68
corrente elétrica produz efeitos magnéticos 51, 54
corrente eletromagnética 50, 68
corrente induzida 40
correntes de Foucault 40
correntes de Foucault (correntes induzidas) 41
correntes induzidas de Foucault 41
correntes parasitas de Foucault 40
cuidados com os ímãs permanentes 31
Hans Christian Oersted 43, 56
Heinrich Friedrich Emil Lenz 47
I
ímã natural 43, 56
imantação por atrito 36
imantação por contato 36
imantação por indução 34
ímãs 38
ímãs permanentes 31, 38
indução eletromagnética 40, 47, 68
indução magnética 40, 43, 47, 56, 60
indução magnética e o sentido da corrente 54
indutância do solenóide 65
inseparabilidade dos pólos magnéticos de um ímã 36
instalação, uso e manutenção do equipamento 12
intensidade do campo magnético 39
J
Jean Baptiste Biot 58
Jean Bernard Léon Foucault
40
L
D
densidade das linhas de força magnética 39
densidade de linhas de indução 48
densidade magnética 34
descarte da embalagem 17
descarte de pilhas (ou baterias) elétricas 17
descarte de um produto elétrico 17
descarte de um produto não elétrico 17
direção da linha de força magnética 38
E
efeito Joule 57, 59, 62, 66
efeitos magnéticos 47
eletromagnetismo 43
entradas para ventilação 16
equipamentos que geram algum som com alta amplitu
espectro magnético 32, 35
espectro magnético entre polos magnéticos 36
Evite a corrosão do equipamento 16
experiência de Oersted 43, 47, 51, 67
experimento de Oersted 47, 67
54
14
lei da indução de Faraday 40
lei da indução eletromagnética de Faraday 48, 67
lei da indução eletromagnética de Faraday e Lenz 47, 48
lei da indução eletromagnética de Faraday, Neumann 68
lei da indução eletromagnética de Lenz 47, 67, 68
lei de Biot e Savart 46, 47, 58
Lei de Faraday 23
lei de Faraday 40
lei de Foucault 40
lei de Lenz 40
Lenz, Heinrich Friedrich Emil ( 1804 - 1865) 47
limpeza 16
linha de força magnética 38
linhas de campo magnético 38
linhas de força magnética 38
linhas de indução magnética 34, 35, 56, 57, 62
M
magnetismo 43
magnetita 43
5
Física Experimental - Magnetismo - Kit eletromagnetismo I - EQ405A
manutenção do equipamento 17
mapeamento do campo magnético de um ímã 34
material ferromagnético 70
meio que circunda o condutor 56
Michael Faraday 47
módulo do vetor indução magnética 63
motor elétrico de corrente contínua 54
transformador ideal 72
transformadores elevadores e abaixadores de tensão
N
variação do fluxo de indução 40
variação do fluxo magnético 48
vetor campo magnético 39
vetor força eletromagnética 60
vetor indução magnética 47, 56, 60, 63
Neumann, Franz Ernst (1798-1895) 68
número de voltas do solenóide 65
O
71, 72
U
unidade da f.e.m. induzida média 68
unidade do fluxo de indução magnética 68
V
Oersted 56
Oersted, Hans Christian (1777 - 1851) 43
orientação das linhas de indução magnética 70
orientação do vetor indução magnética 63
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
P
pêndulo de Foucault 40
permeabilidade magnética 61, 70
permeabilidade magnética no vácuo 58
pólo norte 38
pólo norte geográfico 69
pólo norte magnético 69
pólo sul 38
pólo sul geográfico 69
pólo sul magnético 69
pólos de um ímã 36
pólos magnéticos 38, 49
pólos magnéticos de nomes diferentes se atraem 36
pólos magnéticos de nomes iguais se repelem 36
potência recebida no primário 72
potência recebida no secundário 72
potencial responsável pela corrente induzida 68
propriedades magnéticas 35
Q
Questões ambientais 17
R
rapidez da variação do fluxo magnético 48
regra da mão direita 43, 45, 49, 52, 54, 63, 69
rendimento de um transformador 72
reposição de peças 17
repulsão entre polos magnéticos iguais 36
rotação da Terra em torno de seu eixo 40
S
Savart, Felix 58
secundário do transformador 68
sentido da corrente induzida 40
sentido das linhas de indução magnética 35
simbolos de advertência 12
sobrecarga de corrente elétrica 14
solenóide 65
substância ferromagnética 35, 68
T
transformador desmontável Vaz 19
transformador elétrico 67
transformador elevador e abaixador de tensão
67
6