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O que é ?
 A roda de Barlow é um disco dentado de cobre, que roda em
torno de um eixo horizontal, com um pivot ligado a um gerador
  de corrente contínua. A extremidade inferior do disco está
 ligeiramente mergulhada numa cuba contendo mercúrio ou um
líquido condutor (solução salina), conectado a um outro polo do
    gerador. O disco é atravessado por uma corrente radial e
colocado entre os polos de um íman em U, gerando uma indução
  magnética normal ao plano do disco: a força eletromagnética
      (força de Laplace) que se exerce na porção do disco
    atravessada pela corrente, é contínua no plano do disco e
exerce um momento que a faz girar. Este dispositivo constitui
                        um motor elétrico.
    Note que este sistema é reversível: se se girar o disco, o
            circuito é atravessado por uma corrente.
Dinâmica do sistema:

  Um tubo elementar de corrente dI, à distância x do eixo de
  rotação e à altura dx, é submetido à força dF = B.dI.dx, que
                  exerce um momento dM = x.dF
              O momento de rotação é M =∫∫x.dF.
  Admite-se que a indução é constante entre os ramos do íman
              (distâncias a e b do eixo de rotação).
                 Temos que: M = ½.I.B.(b2 − a2).
Admite-se que o momento Mf das forças de atrito é proporcional à
               velocidade de rotação ω: Mf = − k.ω
 Se J for o momento de inércia do disco, o teorema do momento
                  cinético é: J.dω / dt = M − k.ω
          cuja solução é ω = (M / k).(1 − exp(− k.t / J)).
   O disco chega à velocidade limite ω = M / k = ½.B.I.a2 / k.
Utilização:

   Clique no inversor para fechar ou abrir o
                    circuito.
   Quando o circuito está aberto, deslize o
  cursor do reóstato para alterar o valor da
                   corrente.
Verifique que a velocidade limite é uma função
                  linear de I.
(Fio colocado em um campo magnético: uma força de característica magnética atua sobre ele.)




Quando as cargas elétricas se movimentam no interior de um fio condutor de
 eletricidade, dizemos que há corrente elétrica, e a representação dessa
                       corrente é dada pela letra i.
 Ao colocarmos um determinado fio percorrido por uma corrente elétrica
  dentro de um campo magnético, verifica-se que ele sofre a ação de uma
   força, que chamamos de força magnética, representada pela letra F.
Em um condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica de
  intensidade i, cada uma das cargas, que se movem com uma
 velocidade v, fica sujeita à ação de uma força magnética cuja
            intensidade é F e é dada pela equação:

                      F = │q│.v.B.senӨ


Sendo Ө o ângulo formado entre a velocidade da carga e o campo
                         magnético.
Para um condutor retilíneo de comprimento l, percorrido
              por uma corrente i, temos:

   l = v.Δt                     e                  i=
q/Δt                    l = v.q/i                  q.v = l.i

                         Onde:

l – comprimento do fio; v – velocidade da carga; q – carga
elétrica; Δt – variação do tempo;B – campo magnético; i –
                    corrente elétrica.

Substituindo q.v = l.i na equação F = │q│.v.B.senӨ, temos:

                     F = B.i.l.senӨ

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Roda de Barlow: um motor elétrico baseado em indução eletromagnética

  • 1.
  • 2. O que é ? A roda de Barlow é um disco dentado de cobre, que roda em torno de um eixo horizontal, com um pivot ligado a um gerador de corrente contínua. A extremidade inferior do disco está ligeiramente mergulhada numa cuba contendo mercúrio ou um líquido condutor (solução salina), conectado a um outro polo do gerador. O disco é atravessado por uma corrente radial e colocado entre os polos de um íman em U, gerando uma indução magnética normal ao plano do disco: a força eletromagnética (força de Laplace) que se exerce na porção do disco atravessada pela corrente, é contínua no plano do disco e exerce um momento que a faz girar. Este dispositivo constitui um motor elétrico. Note que este sistema é reversível: se se girar o disco, o circuito é atravessado por uma corrente.
  • 3. Dinâmica do sistema: Um tubo elementar de corrente dI, à distância x do eixo de rotação e à altura dx, é submetido à força dF = B.dI.dx, que exerce um momento dM = x.dF O momento de rotação é M =∫∫x.dF. Admite-se que a indução é constante entre os ramos do íman (distâncias a e b do eixo de rotação). Temos que: M = ½.I.B.(b2 − a2). Admite-se que o momento Mf das forças de atrito é proporcional à velocidade de rotação ω: Mf = − k.ω Se J for o momento de inércia do disco, o teorema do momento cinético é: J.dω / dt = M − k.ω cuja solução é ω = (M / k).(1 − exp(− k.t / J)). O disco chega à velocidade limite ω = M / k = ½.B.I.a2 / k.
  • 4. Utilização: Clique no inversor para fechar ou abrir o circuito. Quando o circuito está aberto, deslize o cursor do reóstato para alterar o valor da corrente. Verifique que a velocidade limite é uma função linear de I.
  • 5.
  • 6. (Fio colocado em um campo magnético: uma força de característica magnética atua sobre ele.) Quando as cargas elétricas se movimentam no interior de um fio condutor de eletricidade, dizemos que há corrente elétrica, e a representação dessa corrente é dada pela letra i. Ao colocarmos um determinado fio percorrido por uma corrente elétrica dentro de um campo magnético, verifica-se que ele sofre a ação de uma força, que chamamos de força magnética, representada pela letra F.
  • 7. Em um condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica de intensidade i, cada uma das cargas, que se movem com uma velocidade v, fica sujeita à ação de uma força magnética cuja intensidade é F e é dada pela equação: F = │q│.v.B.senӨ Sendo Ө o ângulo formado entre a velocidade da carga e o campo magnético.
  • 8. Para um condutor retilíneo de comprimento l, percorrido por uma corrente i, temos: l = v.Δt e i= q/Δt l = v.q/i q.v = l.i Onde: l – comprimento do fio; v – velocidade da carga; q – carga elétrica; Δt – variação do tempo;B – campo magnético; i – corrente elétrica. Substituindo q.v = l.i na equação F = │q│.v.B.senӨ, temos: F = B.i.l.senӨ