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Campo Magnético

ELEMENTO DE CORRENTE

Chamase elemento de corrente a grandeza vetorial que se obtém multiplicando a intensidade da corrente elétrica que percorre um pequeno trecho de condutor, pelo deslocamento das cargas da corrente. O sentido do vetor elemento de corrente é coincidente com o da corrente elétrica e a sua direção é a da tangente ao condutor no ponto considerado.

FORÇA EXERCIDA SOBRE UM ELEMENTO DE CORRENTE, DEVIDO À PROXIMIDADE DE UM FIO CONDUTOR, PERCORRIDO POR UMA CORRENTE ELÉTRICA.

Dada um condutor longo, percorrido por uma corrente elétrica, nas proximidades e paralelamente a um elemento de corrente ,constatase experimentalmente que o elemento de corrente fica sujeito à ação de uma força que apresenta as seguintes características:

a) A força é de atração se os sentidos da corrente que percorre o condutor e do elemento de corrente coincidem e de repulsão quando esses sentidos são opostos.

b) A intensidade da força é diretamente proporcional ao produto da intensidade da corrente que percorre o condutor pelo módulo do elemento de corrente e inversamente proporcional à distância que os separa.

PERMEABILIDADE MAGNÉTICA É uma constante para o cálculo da força que age em um elemento de corrente ou carga em movimentos próximos de um condutor percorrido por uma corrente elétrica.

A permeabilidade do vácuo,Campo Magnético

DEFINIÇÃO DE AMPÈRE (unidade de intensidade de corrente elétrica do S.I)

Quando dois fios condutores, longos e retilíneos, situados no vácuo, a uma distância de 1 metro um do outro , são percorridos por correntes elétricas de intensidades iguais, a intensidade da corrente que percorre cada um desses condutores será de 1 ampère Se eles se atraírem ou repelirem com uma força ,por metro de condutor, de intensidade igual a 2 . 10 N\ m.

FORÇA DE LORENTZ É uma força magnética ( Fm) que age sobre uma partícula eletrizada com carga positiva q, quando a partícula se move, com velocidade v , na região de um campo magnético de indução B . A força Fm tem as seguintes características:

Direção: da perpendicular ao plano determinado por v e B ; Sentido: dado pela regra do “tapa” da mão direita se a carga q for positiva e contrário ao obtido pela regra se a carga q for negativa;

Intensidade: Campo Magnético

Equação Vetorial: Campo Magnético

REPRESENTAÇÃO DE VETORES PERPENDICULARES AO PLANO DA PÁGINA.

Campo Magnético

APLICAÇÕES DA FORÇA DA MAGNÉTICA (LORENTZ).

CARGAS EM MOVIMENTO NUM CAMPO MAGNÉTICO Uma força que é sempre perpendicular a velocidade fará com que a partícula gire em círculo. No caso de uma partícula com carga q que se move num campo magnético a força centrípeta é a própria força magnética.

FORÇA SOBRE UM CONDUTOR RETO EM CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME. Para um condutor retilíneo, de comprimento L, percorrido por uma corrente de intensidade i, mergulhado em um campo magnético uniforme de indução B, e sendo o Campo Magnético ângulo entre a direção do condutor e a de B, a força magnética será dada pela fórmula:

Campo Magnético

FORÇA ENTRE CONDUTORES PARALELOS. Dois condutores, paralelos e retilíneos, de comprimento L, percorridos por correntes de intensidade i1 e i2, separados por uma distância d, interagem entre si com uma força magnética de intensidade:

Campo Magnético

Campo Magnético

CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR CORRENTES.

EXPERIÊNCIA DE OERSTEDA experiência de Oersted foi fundamental pois provou que: uma corrente elétrica produz efeitos magnéticos.

A ORIGEM DO CAMPO MAGNÉTICO E PORTANTO DA INTERAÇÃO MAGNÉTICA, SÃO AS CARGAS ELÉTRICAS EM MOVIMENTO.

CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR UM ELEMENTO DE CORRENTE. LEI DE BIOTSAVART. Determina o campo magnético Campo MagnéticoB num ponto P, devido a um elemento de corrente i Campo MagnéticoL. Sendo r o módulo do vetor que vai do elemento de corrente até o ponto P.

MÓDULO. Campo MagnéticoB = Campo Magnético

Onde:

Campo Magnéticoé o ângulo formado pelo vetor r e a direção do elemento de corrente i Campo MagnéticoL.

Campo Magnéticopermeabilidade magnética do meio onde está o condutor. DIREÇÃO. Perpendicular ao plano formado por r e Campo MagnéticoL.

SENTIDO. Dado pela regra da mão direita.

REGRA DA MÃO DIREITA. Coloque Campo MagnéticoL e r de modo que seus inícios coincidam e dobre os dedos de sua mão direita pelo menor dos dois ângulos entre Campo MagnéticoL e r (nesta ordem, Campo MagnéticoL => r); seu polegar aponta no sentido de Campo MagnéticoB.

COMENTÁRIOS SOBRE A LEI DE BIOTSAVART.

A lei de BiotSavart é análoga a lei de Coulomb, usada para calcular o campo elétrico produzido por uma carga pontual. A fonte do campo magnético é a carga q com velocidade V ou um elemento de corrente I de comprimento Campo MagnéticoL, da mesma forma como uma carga q é a fonte do campo elétrico. O campo magnético diminui com o quadrado da distância da carga em movimento ou elemento de corrente, da mesma forma como o campo elétrico diminui com o quadrado da distância a carga.

Campo Magnético

CAMPO MAGNÉTICO PRODUZIDO POR CERTOS OBJETOS.

Nas fórmulas que se seguem usamos a seguinte simbologia:

Campo Magnéticopermeabilidade magnética do meio vácuo.

Campo Magnéticocorrente elétrica.

ACONDUTOR RETILÍNEO COMPRIDO (infinito).

Campo Magnético

BESPIRA CIRCULAR – Campo magnético no centro de uma espira circular de raio R”, percorrida por uma corrente “i”.

Campo Magnético

CSOLENÓIDE COMPRIDO (BOBINA) Campo magnético no interior de uma solenóide comprido.

Campo Magnético

N= número de espiras

L= comprimento do solenóide

n = número de espiras por unidade de comprimento.

Obs. Para um solenóide comprido, podemos considerar o campo magnético com sendo uniforme no seu interior e nulo no exterior.

Indução magnética de um solenóide:

Um solenóide muito longo percorrido por uma corrente elétrica constante produz um campo magnético uniforme em seu interior, com linhas de indução paralelas ao eixo do solenóide , exceto nas proximidades das bordas. Nos pontos exteriores ao solenóide o campo é nulo.

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INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

“Um campo magnético variável induz um campo elétrico e viceversa” “A natureza tende a se opor as mudanças”

Fluxo de indução magnética Campo Magnéticoatravés de uma superfícieaberta é igual ao número de linhas de indução que atravessam a superfície.

Campo Magnético

O módulo do fluxo da indução magnética através de uma superfície fechada é nulo. Fluxo magnético para uma superfície plana de área “A” num campo magnético uniforme “B”, que faz um ângulo “alfa” com a normal ao plano é dao por

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