CAMPO ELECTROMAGNÉTICO

Apresentação em tema: "CAMPO ELECTROMAGNÉTICO"— Transcrição da apresentação:

1 CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
ESCOLA SECUNDÁRIA FRANCISCO RODRIGUES LOBO CAMPO ELECTROMAGNÉTICO FÍSICA 12.º ANO 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

2 PROGRAMA 3. AÇÃO DE CAMPOS MAGNÉTICOS SOBRE CARGAS EM MOVIMENTO E CORRENTES Campo magnético. Espetros de campos magnéticos. Ação de campos magnéticos sobre partículas com carga em movimento. Movimento de partículas carregadas num campo magnético constante. Ação simultânea de campos elétrico e magnético. Seletor de velocidades. Espetrómetro de massa. Ciclotrão. Experiência de Thomson. Ação de campos magnéticos uniformes sobre correntes elétricas contínuas. Campo magnético terrestre. FÍSICA 12.º ANO

3 CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE
2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

4 CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE
Origem : núcleo da TERRA; tempestades magnéticas 75o Posição atual dos polos magnéticos terrestres: 82.7° N 114.4° O Polo Sul 63.5° S 138.0° E Polo Norte (2005) O eixo magnético dista cerca de 11,5o do eixo geográfico 70o Intensidade (valores aproximados): 24T a 66 T Evolução da posição do polo Sul magnético terrestre 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

5 CAMPO MAGNÉTICO Magnetite  Magnetismo
Civilizações: chinesa; egípcia; grega W. Gilbert ( ); Oersted ( ); Faraday ( ); Ampère ( ); Maxwell ( ); Hertz ( ) O elemento mais abundante: Terra Ferro 35% Lua Oxigénio 43% Corpo humano Oxigénio 65% FÍSICA 12.º ANO

6 LINHAS DE CAMPO 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

7 LINHAS DE CAMPO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

8 REPRESENTAÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
Nesta representação vemos as extremidades das setas do vetor campo. O vetor aponta para o leitor. Nesta representação vemos os pontos de aplicação das setas do vetor campo. O vetor aponta para trás do papel. 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

9 ORIENTAÇÃO DAS LINHAS DE CAMPO MAGNÉTICO
REGRA DO OBSERVADOR DE AMPÈRE REGRA DO SACA ROLHAS DE MAXWELL BÚSSOLA REGRA DA MÃO DIREITA 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

10 CARGAS EM MOVIMENTO NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
Num campo magnético exercem-se ações magnéticas que se evidenciam pelas forças magnéticas. Experimentalmente determinam-se as caraterísticas do vetor força magnética. A direção da força magnética é perpendicular: Ao vetor campo magnético Ao vetor velocidade com que a carga elétrica se move no campo uniforme. A direção da força magnética é perpendicular ao plano definido pelos vetores campo e velocidade

11 CARGAS EM MOVIMENTO NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
O sentido da força magnética dependerá do sentido do campo magnético e do tipo de carga. A intensidade da força magnética: É diretamente proporcional à carga É diretamente proporcional à intensidade do campo Depende da velocidade com que a carga elétrica se move no campo magnético uniforme

12 CARGAS EM MOVIMENTO NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
Reunindo as conclusões das observações experimentais é possível escrever a equação da força magnética: A partir desta equação, pode verificar-se que o campo magnético depende da velocidade da carga o que faz com que este seja, ao contrário do gravítico e do elétrico, um campo não conservativo. 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

13 MOVIMENTO DE CARGAS NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
 = 0o ou  = 180o  sen = 0 Fmag = 0 MOVIMENTO RECTILÍNEO UNIFORME 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

14 MOVIMENTO DE CARGAS NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
 = 90  sen = 1 Fmag = máxima MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

15 MOVIMENTO DE CARGAS NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
 = 90o  sen = 1 A força magnética é a força centrípeta: R depende: 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

16 MOVIMENTO DE CARGAS NO CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
MOVIMENTO HELICOIDAL UNIFORME: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME EM yy’ + MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME EM xx’ 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

17 CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
CAMPO ELÉTRICO CAMPO MAGNÉTICO + (FORÇA DE LORENTZ) A energia mecânica de uma carga em movimento num campo eletromagnético mantém-se constante porque: o campo elétrico é conservativo; e o trabalho realizado força magnética sobre a carga é nulo. 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

18 EXERCÍCIO Um protão entra num campo magnético de intensidade B = 18x10-3 T à velocidade de 4,2x106 m/s numa direção que faz um ângulo de 62º com a direção do campo. Determine a força magnética a que fica sujeito o protão quando entra no campo. y x Caraterize o movimento do protão e escreva a equação da sua velocidade. Como varia a energia mecânica do protão ao atravessar o campo magnético. 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

19 EXERCÍCIO Um protão entra num campo magnético uniforme de intensidade B = 1,5x10-2 T à velocidade de 2x105 m/s e descreve uma trajetória semicircular até abandonar o campo. Determine: O raio da trajetória descrita. (R=0,139 m) O tempo de permanência do protão no campo magnético. (4,37x10-6 s) 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

20 EXERCÍCIO Um feixe de eletrões entra numa região em que coexistem um campo elétrico e um campo magnético, com velocidade perpendicular à do campo elétrico. O campo magnético é uniforme com a intensidade B = 1,5x10-2 T . O campo elétrico uniforme é criado entre duas placas planas e paralelas, distanciadas de 5,0 cm a uma d.d.p. de 100 V. Esquematize a situação descrita. Determine o módulo da velocidade dos eletrões. (4,0x104 m/s) Determine o raio da circunferência descrita pelos eletrões quando a ddp entre as placas se anula. (4,56x10-6 m) 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

21 CICLOTRÃO APLICAÇÕES: Medicina (diagnóstico, terapias, cirurgias)
Indústria (espetroscopia, microscopia por RX) Investigação 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

22 SELECTOR DE VELOCIDADES
2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

23 ESPECTRÓMETRO DE MASSA
2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

24 ESPECTRÓMETRO DE MASSA
APLICAÇÕES: Separação e identificação de isótopos APLICAÇÕES Identificação de moléculas: Deteção de OGM (Agricultura) Alterações na estrutura do DNA Adulteração de materiais (gasolina) 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

25 EXPERIÊNCIA DE THOMSON
Relação e/m do eletrão 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

26 FORÇA MAGNÉTICA SOBRE CORRENTES ELÉTRICAS
Experiência de Oersted Em 1819 o físico dinamarquês Oersted observou que, quando a agulha de uma bússola é colocada próxima de uma corrente elétrica, essa agulha é desviada de sua posição. Ao contrário, Lei de Laplace 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

27 AÇÃO DE CAMPOS MAGNÉTICOS SOBRE CORRENTES ELÉTRICAS
Interprete as situações representadas nas figuras: 2011/2012 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

28 EMISSÕES RADIOACTIVAS
2010/2011 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

29 ELECTROIMAN 2010/2011 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

30 MOTOR 2010/2011 Cacilda Ferreira, Paula Sousa

31 FONTES 2010/2011 Cacilda Ferreira