Física Experimental III – aula 9

Apresentação em tema: "Física Experimental III – aula 9"— Transcrição da apresentação:

1 Física Experimental III – aula 9 http://www.dfn.if.usp.br/~suaide/
Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072

2 Experiência IV – Seletor de velocidades
O Seletor de velocidades Aplicação de campos elétricos e magnéticos, muito utilizada em Física Nuclear Mapeamento de campos magnéticos O sensor Hall Simplificação de uma geometria complexa Simulações de um problema prático

3 Uma partícula em movimento em um campo elétrico
Força atuante sobre a partícula Exemplo prático Tubo de raios catódicos Lentes eletrostáticas

4 Uma partícula em movimento em um campo elétrico
Força atuante sobre a partícula Partícula desvia segundo a carga e intensidade do campo Campo elétrico Carga negativa Carga positiva

5 Uma partícula em movimento em um campo magnético
Força atuante sobre a partícula Força magnética depende tanto da carga como da velocidade da partícula Produto vetorial Força é máxima quando o ângulo entre velocidade e campo é 90o

6 Uma partícula em movimento em um campo eletro-magnético
Força atuante sobre a partícula O movimento depende da competição entre a força elétrica e a magnética Um uso prático é o seletor de velocidades

7 O seletor de velocidades
Equipamento composto de um campo elétrico e magnético cruzados (perpendiculares), uniformes, contantes e superpostos

8 Movimento de uma partícula em um seletor de velocidades

9 Movimento de uma partícula em um seletor de velocidades
vx

10 Movimento de uma partícula em um seletor de velocidades
Força resultante Partícula não sofre desvio se vx

11 Movimento de uma partícula em um seletor de velocidades
Condição para não desviar Desvio Negativo se Positivo se vx

12 A experiência Estudar um seletor de velocidades composto do tubo de raios catódicos e um campo magnético gerado por uma bobina Tubo de raios catódicos ok Estudar o campo magnético Mapeamento de campos magnéticos (aula 1) Estudo da deflexão de uma partícula em um campo (aula 2) Estudar o seletor (aula 3)

13 O nosso seletor de velocidades
Tubo de raios catódicos para a parte de campo elétrico E o campo magnético? Duas bobinas ligadas em série

14 Aula 1 Mapeando campos magnéticos
Muitas técnicas Bússola  somente direção do campo Bobinas sondas  campos variáveis Medidor por efeito Hall  campos estáticos diversos

15 O efeito Hall Quando uma corrente em um condutor é inserida em um campo magnético uma força atua sobre os portadores de carga modificando a sua distribuição dentro do condutor.

16 O efeito Hall - + Esta mudança de distribuição de cargas no condutor cria uma diferença de potencial entre as superfícies do mesmo

17 O efeito Hall - + A medida desta diferença de potencial é proporcional ao campo magnético

18 Objetivos Montar as bobinas que serão utilizadas para o mapeamento do campo magnético Mapear o campo magnético nas direções: Longitudinal Transversal Analisar os dados para verificar se o campo pode ser considerado constante e uniforme entre as bobinas

19 Campo longitudinal e transversal
Chave no sensor Hall

20 Arranjo experimental Montar as bobinas conforme mostra a figura abaixo
Anotar número das bobinas e distância entre elas Utilizar o suporte do TRC como referência Ver cuidados de montagem na apostila para evitar campos magnéticos espúrios distância Número Número

21 Procedimento e medidas
Para procedimento, ver a apostila, página 21 Medidas Medir o campo local com a bobina desligada em vários pontos. Zerar (tara) o medidor Hall Aplicar corrente à bobina (ver apostila) Máximo A Medir campos longitudinal e transversal Medir o campo na direção x, de 1 em 1 cm Medir o campo na direção y, de 1 em 1 cm, ao longo do centro da bobina y x