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Roteiro para a experiência de levitação de um imã repelido por um supercondutor no ensino de Física/ An outline to the experiment of levitation on a superconductor in Physics teaching

Rocha, Fábio Saraiva da; Fraquelli, Henrique Aita
2004-01-01

Resumo em português Propõe-se um roteiro para a demonstração do fenômeno da supercondutividade através da experiência de levitação de um ímã repelido por uma amostra de YBa2Cu3O7. A experiência é baseada na manifestação do efeito Meissner, característico de um material no estado supercondutor sob a ação de um campo magnético. A demonstração não requer grande investimento contribuindo com a introdução de tópicos de Física contemporânea na atualização dos currículo (mais) s. Discute-se a base dos conceitos físicos da supercondutividade envolvidos na levitação do magneto. Ao final é apresentado no apêndice a descrição dos processos envolvidos na fabricação e tratamento térmico de uma amostra do material cerâmico supercondutor de alta temperatura crítica YBa2Cu3O7 (Tc ~ 92 K). Resumo em inglês The aim of this paper is to propose an outline to demonstrate the phenomenon of superconductivity by means of a levitation experiment of a magnet, repelled by a sample of YBa2Cu3O7. The experiment is based on the evidence of the Meissner effect, a characteristic property of a superconducting material under the action of magnetic fields. This demonstration of the levitation phenomenon does not imply large expenditures. It helps to introduce contents of the contemporary phy (mais) sics that leads to update curriculum. The main physical concepts involved in the levitation of a magnet and the phenomenon of superconductivity are both discussed here. Finally, the appendix describes the procedures involved in the preparation and thermal treatment of a sample of the ceramic high critical temperature superconducting material YBa2Cu3O7 (Tc ~ 92 K).

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Explicação qualitativa do "anel de Thomson": como ocorre a "levitação magnética"?/ A qualitative explanation for "Thomson's ring" experiment: how does the "magnetic levitation" happen?

Silveira, Fernando Lang da; Axt, Rolando
2003-01-01

Resumo em português A "levitação magnética" de um anel condutor ("anel de Thomson" ou "anel saltante") é uma demonstração bem conhecida; mais fácil de realizar do que de explicar. No presente trabalho propomos uma explicação qualitativa com o objetivo de esclarecer alguns aspectos obscuros das explanações comumente encontradas na literatura. Resumo em inglês The "magnetic levitation" of a conducting ring ("Thomson’s ring" or "jumping ring" experiment) is a wellknown demonstration, easier to perform than to explain. In this paper we propose a qualitative way to explain it, to clarify some obscure aspects of explanations found in literature.

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Otimização em tempo de execução de controladores usando hardware computacional na configuração mestre-escravo

Mesquita, Alexandre Rodrigues; Kienitz, Karl Heinz
2005-03-01

Resumo em português Este trabalho descreve o potencial e a flexibilidade de estratégias de otimização de controladores feita em tempo de execução, usando um hardware computacional na configuração mestre-escravo, com emprego da ferramenta comercial xPC Target, que representa uma alternativa de baixo custo ao uso de placas de DSP. O controle é realizado no computador escravo, enquanto a otimização é executada no computador mestre, que altera parâmetros no escravo buscando otimizar (mais) a resposta dinâmica da planta controlada. Para ilustrar procedimentos e metodologias, foram adaptadas e comparadas estratégias de otimização paramétrica, baseadas em algoritmos numéricos que não usam derivada, para controladores de um sistema de levitação magnética. Foi dada especial atenção à pesquisa de técnicas para acelerar o cálculo da função de desempenho e para evitar que o procedimento de otimização comprometesse, ainda que temporariamente, a estabilidade do sistema controlado. Resumo em inglês This work describes the potential and the flexibility of online controller optimization strategies, using computational hardware in master-slave configuration, with use of the xPC Target tool. This is an inexpensive alternative to the use of DSP solutions. The control algorithm runs on the slave PC, while the real time optimization runs on the master PC, which modifies parameters in the slave to optimize the dynamic response of the controlled plant. To illustrate methods (mais) and procedures parametric optimization strategies without derivative use were adapted and compared in the scope of a magnetic levitation control system. Special attention was given to techniques to speed up performance function calculation and to prevent (temporary) instability of the controlled system.

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Forças em capacitores assimétricos submetidos a altas tensões/ Strengths on asymmetric capacitors under high voltage

Kuhnen, Carlos Alberto; Isoppo, Eduardo de Almeida; Ouriques, Gerson Renzetti
2007-01-01

Resumo em português Este trabalho trata de forças que atuam em capacitores assimétricos quando são utilizadas fontes de alta tensão. Estas forças são as responsáveis pelo fenômeno conhecido por "efeito Biefeld-Brown" que se acreditava ser um novo princípio físico envolvendo eletromagnetismo e gravitação. Capacitor assimétrico é um capacitor cujos eletrodos possuem geometria bastante diferenciada um do outro. Os resultados experimentais mostram que o capacitor, quando sob alta t (mais) ensão, fica submetido à ação de uma força resultante produzida pela colisão de íons formados no ar (vento iônico) em volta dos eletrodos. A força resultante produz o chamado 'efeito levitação' que faz o capacitor flutuar em pleno ar. O sistema desenvolvido tem sido utilizado em demonstrações em sala de aula para estudantes dos cursos de graduação e pós-graduação em física da UFSC e para colegas do departamento de física, provocando grande excitação e discussões sobre o assunto. Resumo em inglês This work deals with electrical forces on asymmetric capacitors when a source of high voltage is used. These strengths are responsible by the phenomenon known as "Biefeld-Brown effect" believed to be a new physical principle due to the electromagnetism and gravitation. Asymmetric capacitor is a capacitor whose geometry of the electrodes differs from each other. The experimental results show that when a high voltage is applied to the capacitor a resulting force acts on it, (mais) which is produced by the collision of the ions that are formed in the air (ionic wind) at vicinities of the electrodes. This resulting force promotes the so called "levitation effect" that makes the capacitor floating in the air. The system developed here have been used in classroom demonstrations for undergraduate and graduate students of the Federal University of Santa Catarina and for colleagues of the physics department provoking great excitement and discussions on the subject.

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