Desenvolvimento do projeto

Postado por Bruna Bastos

Conforme o cronograma, a entrega do protótipo foi feita no dia 16 de agosto (quarta-feira), onde ainda seriam realizados alguns ajustes para entrega final. Durante o teste, houveram alguns problemas: o anel não saltou o suficiente, houve mal contato e o fio de cobre partiu. No entanto, tudo foi resolvido e o protótipo está pronto para ser entregue no dia da apresentação final (23/08).

O protótipo e seu funcionamento

Postado por Bruna Bastos

Para melhor entendimento de como funciona o protótipo ilustrado no modelo 3D e a teoria envolvida no Anel de Thomson, segue algumas considerações sobre ele:

A bobina está ligada a uma força eletromotriz, transmitindo uma corrente elétrica pelo fio de cobre enrolado a ela. O botão "push-button" foi utilizado para controlar essa passagem de elétrons, vulgo corrente, para que não esquente a bobina e acabe atrapalhando o funcionamento do aparato. Se diminuíssemos a temperatura, por exemplo, o desempenho do salto do anel seria maior, pois isso diminuiria sua resistência. O campo magnético da bobina irá criar um fluxo magnético, induzindo o objeto próximo à ela, no caso, o anel; deixando-o, dessa maneira, com uma carga de mesmo sentido que o campo magnético da bobina. Esse fato é explicado pela Lei de Lenz (abordada em postagens anteriores): "o sentido da corrente é o oposto da variação do campo magnético que lhe deu origem".

A base do protótipo é feita de madeira com a face superior revestida com acrílico. Por ser de madeira, material isolante, não necessita de isolamento. Na parte laranja, como pode ser observado na figura da postagem anterior, tem um tarugo de ferro, material ferromagnético (caso haja dúvida, verificar postagem sobre materiais diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos). Este tarugo foi colocado no protótipo com o intuito de intensificar o campo magnético, aumentando o desempenho do "salto" do anel. O acrílico em formato de triângulo ilustrado no modelo 3D foi colocado apenas para evitar que o anel entre em contato com a bobina. E, finalmente, o tubo de PVC foi usado para aumentar a superfície de movimento do anel, impedindo-o de sair do sistema.
Para melhor visualizar e/ou evidenciar a teoria envolvida no projeto, utilizou-se 4 anéis de materiais distintos: de cobre, de alumínio, de ferro e de PVC. Cada material irá responder à indução de acordo com suas características (os anéis de cobre e alumínio são repelidos, o de ferro é atraído e o de PVC se mantém indiferente).
O cobre é um material diamagnético, o alumínio é um material paramagnético e o ferro é um material ferromagnético e o PVC é um material inerte a essas propriedades (vai ser indiferente à presença do campo magnético).
OBS.: O cobre e o alumínio serão repelidos pela bobina, porém, o alumínio de maneira menos intensa. 

Modelo 3D

Postado por Paulo Matiello

Para ilustrar o projeto, foi feito um modelo 3D com cotas no Sketchup. Dessa maneira, facilitando a visualização e servindo de suporte para outros projetos.

 Figura 1. Modelo 3D do protótipo do Anel de Thomson feito no Sketchup

Fonte: Autoria Própria

Nota: As medidas são em milímetros.

Lei de Kirchhoff

Postado por: Victor Abreu

Leis de Kirchhoff

As Leis de Kirchhoff são utilizadas na física em circuitos elétricos complexos. Foram formuladas em 1845 por Gustav Robert Kirchhoff e são utilizadas, por exemplo, em uma fonte de resistores em série em paralelo, para encontrar sua corrente elétrica. As Leis de Kirchhoff são duas: Lei das correntes e Lei das tensões.

A primeira Lei de Kirchhoff (que se utiliza em fontes de resistores em paralelo), afirma que a soma das correntes parciais que chegam ao nó é igual á soma das correntes que saem do mesmo. “A soma algébrica das correntes em um nó é sempre igual à zero”. E é representada pela seguinte fórmula:

A segunda lei, chamada de Lei das tensões (que se utiliza em resistores em série) afirma que se a corrente percorre a malha, em qualquer momento, a soma algébrica das tensões será nula, pois a tensão da fonte de resistores quando se encontra em série se divide entre todos os consumidores desta corrente. “A soma algébrica das tensões ao longo de uma malha elétrica é igual à zero”. E é representada pela seguinte formula:

                                  

RELACIONANDA A LEI DE KIRCHHOFF COM O TRABALHO ANEL DE THOMSON

O funcionamento do circuito (imagem a seguir) que gere eletricidade para o bobina do projeto tem como característica a malha simples, em que toda corrente que entra é a mesma a sair, obedecendo a lei das correntes

Fonte: Autoral

Referências:

HALLIDAY,D ; RESNICK; WALKER,J. Fundamentos de Física: Volume 3- Eletromagnetismo. 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
http://www.infoescola.com/eletricidade/leis-de-kirchhoff/