Ação do campo magnético sobre correntes alternadas 2
(ondas estacionárias no fio quente)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Introdução
O campo magnético age sobre as correntes elétricas. O resultado dessa interação é o aparecimento de forças sobre o condutor. Nesse experimento destacamos a ação do campo magnético produzido por um ímã permanente sobre a corrente alternada que circula por uma corda de violão, condutora e tensa.

Um fio metálico de comprimento de 1 a 1,5m (corda de violão) faz parte de um circuito elétrico alimentado por corrente alternada. Uma de suas extremidades é fixada em A (orifício no pino metálico fixo na tábua). A corda passa por uma polia metálica em B e é tracionada pelo peso P (ajustável). Um ímã permanente NS produz um campo magnético sobre um trecho de comprimento L da corda.

 Ligado o circuito e ajustada a tração para um valor adequado P, a corda vibra produzindo um grande fuso entre A e B. Trocando-se P por P' = 4 x P, a corda passa a vibrar com dois fusos entre A e B. Para se obter 3 fusos a tração deve aumentada para P" = 9 x P etc.

Interprete esses resultados à luz da lei de Laplace relativa a ação de um campo magnético sobre uma corrente elétrica alternada.
Tenha em mente a inversão do sentido de uma corrente a cada semiciclo. Mostre que, quando a corrente circula de A para B, o fio é arrastado verticalmente para baixo (com o ímã na posição indicada na figura) e, na alternância seguinte, para cima. Mostre, finalmente, que a força agente no trecho L do fio tem intensidade expressa por:

F = F_máx..sen(w.t)

ou seja, o fio fica submetido a uma força periódica senoidal de freqüência igual aquela da corrente. Se a corda vibra com um fuso (modo fundamental; tração P) sua freqüência é igual a da rede elétrica; se vibra com dois fusos (2^o harmônico; tração 4P), sua freqüência é o dobro daquela da rede etc.

Realize esta experiência em ambiente escuro e note que na região dos nós (vibração nula) a corda apresenta-se ao rubro pois, como não há movimento não há resfriamento, o que não ocorre nos ventres (vibração máxima). Veja corrente alternada no fio quente, nessa Sala.