Ondas estacionárias em cordas excitadas por eletroímã

16 de novembro, 2016 às 9:32 | Postado em Ondas mecânicas, Oscilações

Prof. Lang, fizemos uma experiência de geração de ondas estacionárias em cordas, usando um eletroíma para produzir as ondas.

Ele estava ligado na rede elétrica, mas a frequência das ondas que obtivemos foi na média 117Hz e não 60Hz, como eu esperava. Como explicar este fator 2 de diferença?

Professor não quero me identificar porque a minha profa. já me explicou, mas eu não entendi e não quero que ela saiba quem está lhe perguntando.

Eu darei uma explicação supostamente acessível a um aluno que ainda não estudou Eletromagnetismo, especialmente bobinas excitadas com corrente alternada.

Inicialmente é importante notar que quando aproximamos um ímã de um pedaço de material ferromagnético, o pedaço de material é atraído pelo ímã independentemente de qual polo do ímã esteja mais próximo dele.

Um eletroímã, alimentando em corrente alternada na frequência de 60 Hz,  se comporta como um ímã com polaridade variável.

Desta forma, 60 vezes a cada segundo uma das extremidades do eletroímã repete um polo norte ou um polo sul com intensidade máxima.

O intervalo de tempo para repetir tal polaridade de máxima intensidade é portanto 1/60 s. Se considerarmos a passagem de uma dada polaridade (por exemplo norte) com máxima intensidade para polaridade inversa (por exemplo sul) também com máxima intensidade o intervalo de tempo é portanto a metade de 1/60 s, isto é, 1/120 s.

Se nas imediações do eletroímã existir uma peça ferromagnética que possa oscilar, tal peça peça sofrerá uma atração com máxima intensidade a cada 1/120 s. Ou seja, a peça osilante estará sob a ação de uma força períódica sempre atrativa, com período de 1/120 s ou com frequência de 120 Hz e oscilará portanto com a frequência de 120 Hz.

Então se encontraste 117 Hz para a frequência da onda estacionária na corda excitada pelo oscilador que incorpora um eletroímã alimentado com corrente alternada de 60 Hz, tal resultado está em acordo, devido às incertezas experimentais, com a expectativa de 120 Hz.

Outras postagens sobre eletroímã:

·  Eletroímã com ímã permanente?

·  Dúvidas sobre eletroímã!

·  Eletroímã e indução eletromagnética

·  Levitação e aquecimento eletromagnético do naco de alumínio

·  Como acontece a levitação magnética em corrente alternada?

·  Anel de Thomson

Sobre ondas estacionárias:

Ondas estacionárias na corda do violão

Questões 8 e 25 da prova do MNEF – SBF

Ondas estacionárias em uma corda

Desaparece energia quando duas ondas interferem destrutivamente?

“Docendo discimus.” (Sêneca)

_________________________________

Comentários no Facebook

Prof. Hamilton Klimach (EE-UFRGS) –  Aproveita e explica o porquê das lâmpadas fluorescentes produzirem luz com uma oscilação de 120 Hz… 🙂

Fernando Lang da Silveira – Boa lembrança! A cada pico de corrente alternada, portanto com intervalo de tempo de 1/120 s, a lâmpada fluorescente apresenta um máximo de intensidade luminosa. Ou seja, as lâmpadas fluorescentes “piscam” a 120 Hz. Lembro também os velhos discos estroboscópicos que usávamos para aferir a frequência dos toca discos 33 rpm, 45 rpm ou 78 rpm. 🙂

Acessos entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 818.