Bobinas de helmholtz – medida do campo magnético da terra

Bobinas de Helmholtz – medida do campo magnético da Terra

Introdução

As Bobinas de Helmholtz são duas bobinas coaxiais de mesmo raio R, conduzindo correntes nos mesmos sentidos. A distância entre as bobinas é também igual a R, de tal forma que o campo magnético resultante no espaço entre as bobinas é, com boa aproximação, um campo uniforme.

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Figura1: Geometria das bobinas de Helmholtz (vista de topo).

O imã usado nesse experimento possui momento magnético [pic], que devido ao campo magnético terrestre [pic]H, que por sua vez é uniforme, sofre um torque descrito matematicamente pela seguinte equação:

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(Equação 1)

Usou-se uma bússola que indicava a direção e sentido da componente horizontal do campo magnético terrestre local, BH. Além deste campo, tem-se outro campo, gerado por fios (espiras) percorridos por corrente elétrica, e, portanto tem-se um campo magnético resultante. Esse campo magnético resultante na região central das bobinas é homogêneo e pode ser usado como campo de referência. A posição de equilíbrio entre entes dois dipolos (campos) magnéticos ocorre quando [pic] e [pic] têm a mesma direção e sentido. Se o dipolo magnético é deslocado da posição de equilíbrio, o torque magnético tende a restaurar o equilíbrio, causando assim um movimento oscilatório com um período característico T. Quando fazemos passar corrente pelas bobinas temos essa situação e o imã fica oscilando. Assim, para fazer a determinação da componente horizontal do campo magnético terrestre, BH, criou-se um campo magnético de (magnitude) B, ortogonal ao campo da Terra, por um par de bobinas de Helmholtz. Quando se fez circular corrente nas bobinas, essa corrente teve o mesmo sentido que o campo resultante, e, portanto, podemos dizer que, o campo magnético resultante, quando se passa corrente pelas bobinas, é igual à soma dos dois campos, logo:

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(Equação 2)

Este experimento tem como objetivo medir a componente