Princípios da balança de Kibble

  • Haroldo Kennedy Clebicar Nogueira Pontifica Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas)
  • Antônio Henricus Maria de Knegt Pontifica Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas)
Palavras-chave: Energia, Medidores, Metrologia, Watt, Aferição, Balança, Kibble, Faraday, Ensino Médio

Resumo

Para se fazer a certificação de um medidor de energia elétrica, é preciso ter um padrão de referência dentro de especificações precisas, acessíveis e conhecidas. O padrão de referência usado anteriormente a 2018 era uma massa de platina-irídio. Atualmente, essa referência é um múltiplo da constante de Plank, conseguido pelo uso de uma Balança de Kibble. O primeiro passo para se construir a balança é encontrar a constante (com uma aproximação analítica) de linearização da bobina que gera a força magnética da balança. A corrente elétrica fluindo por uma bobina gera uma força magnética que manterá uma pequena massa de teste em equilíbrio com uma massa a ser medida. Por outro lado, para o cálculo a massa, essa constante de aproximação deverá ser eliminada. Para isso serão feitas duas medições em dois modos diferentes da balança. Uma medição de corrente (A) no “modo peso” ou “modo equilíbrio”. A segunda medida, de tensão (V), no “modo velocidade” ou “modo calibração”, nesta última, sem a massa de teste. A constante é comum tanto nas medições e quanto das equações. Igualam-se as duas equações a essa constante, assim esta constante é eliminada. Sabendo-se valor da gravidade, velocidade, o valor da massa pode ser calculado sem aquela imprecisão analítica da constante. O protótipo construído e instalado no Laboratório de Eletromagnetismo do IPUC encontra-se acessível à comunidade acadêmica e mostrou-se relevante também na realização de experimentos em sala de aula da Educação Básica (Ensino Médio), que funcionou como piloto para verificação da potencialidade das descobertas aqui evidenciadas.

Biografia do Autor

Haroldo Kennedy Clebicar Nogueira, Pontifica Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas)

Aluno de graduação em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, hkclebicar@yahoo.com

Antônio Henricus Maria de Knegt, Pontifica Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas)

Professor Engenharia de Controle de Sistemas Dinâmicos pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, ahmknegt@hotmail.com

Referências

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Publicado
09-12-2020