Magnetismo

Origem: Magnetismo é devido a uma região chamada Magnésia, localizada na Turquia. Constítuidas de óxido de ferro e denominadas magnéticas. Atualmente, recebem o nome genérico de ímã natural.

Ímãs: Naturais ou Artificiais Naturais: óxido de mi-nério de ferro denomi-nado Magnetita. Artificiais: fabricados a partir de algumas ligas metálicas. Representação de um Ímã em barra Norte Sul

Campo Magnético: É uma região do espaço na qual um pequeno corpo de prova fica sujeito a uma força de origem magnética. A representação do campo magnético em dado ponto de espaço é dada pelo Vetor Campo Magnético N S Agulhas de bússola

Magnetismo da Terra

Campo Magnético criado por um Condutor Retilíneo 1820, o físico dinamarquês Hans C. Oersted (1777-1851) verificou, experimentalmente, que a corrente elétrica cria um campo magnético ao seu Da experiência, Oersted concluiu que: Uma corrente elétrica cria ao seu redor um campo magnético.

Campo Magnético criado por um Condutor Retilíneo . “Toda corrente elétrica gera ao redor de si um campo magnético.” As linhas de campo são circulares e concêntricas ao fio por onde passa a corrente elétrica e estão contidas num plano perpendicular ao fio. O sentido do Campo Magnético é dado pela regra da mão direita (o polegar indica o sentido da corrente elétrica e os demais dedos acompanham o sentido do Campo Magnético). i . . Saída Entrada

Cálculo do Campo Magnético: Onde  é a permeabilidade magnética do meio em que está o condutor. No vácuo seu valor é:  0 = 4 . 10 -7 (S.I.) A unidade de medida para o campo magnéti-co é o Tesla (T). Verificou-se experi-mentalmente que:

Cálculo para uma Espira Circular: Corrente no sentido horário i i . i i Corrente no sentido anti horário i i Obs.: Se enrolarmos várias vezes um fio em torno da mesma circunferência, a intensida- dade do campo magnético ficaria multiplicada por n(número de voltas).

Campo Magnético em um Solenóide Enrolamento de fio ao longo de um cilindro. l i i

Força sobre uma carga em movimento em um campo magnético Uma carga elétrica q que se movimenta em um campo magnético, fica submetida à ação de uma força magnética.

Força sobre uma carga em movimento em um campo magnético Regra da Mão esquerda

I - Quando o vetor velocidade é paralelo ao vetor campo magnético: Força magnética nula

II - Quando o vetor velocidade é perpendicular ao vetor campo magnético: A força magnética Fm age perpendicularmente ao plano formado por V e B

III - Quando o vetor velocidade forma um ângulo  com o vetor campo magnético: A carga se desloca formando um ângulo  na direção de B.

Obs.: Para cargas negativas, o sentido da força é o contrário do sentido obtido pela regra

Movimento de uma carga em um campo magnético A carga penetra formando um ângulo de 0º ou 180º:

Movimento de uma carga em um campo magnético A carga penetra formando um ângulo de 90º com o campo magnético Quando V é perpendicular a B, a carga excuta MCU em plano perpendicular a B.

Cálculo do raio da trajetória

Movimento de uma carga em um campo magnético A carga penetra obliquamente ao campo magnético Trajetória é uma hélice cilíndrica

Força Magnética em um condutor retilíneo Um condutor, quando atravessado por uma corrente elétrica e submetido à ação de um campo magnético, sofre a ação de uma força magnética.

Força Magnética em um condutor retilíneo

Força Magnética entre condutores paralelos A força será de atração quando as correntes forem de mesmo sentido, de repulsão, quando em sentidos opostos

Exercício 1 Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente elétrica igual a 4 A. Sabendo-se que a permeabilidade magnética no meio é igual a 4π . 10-7 Tm/A, determine a intensidade do campo magnético a uma distância de 0,5 m do fio.

Exercício 2  

Exercícios 3 Um solenóide ideal, de comprimento 50cm e raio 1,5cm, contém 2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 3,0A. O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenóide e sua intensidade B é dada por: B=m0nI, onde n é o número de espiras por unidade de comprimento e I é a corrente. Sendo m0=4πx10-7N/A2 A) Qual é o valor de B ao longo do eixo do solenóide? B) Qual é a aceleração de um elétron lançado no interior do solenóide, paralelamente ao eixo? Justifique.

Exercícios 4 Um campo magnético uniforme, B = 5 . 10-4 T, está aplicado no sentido positivo do eixo y. Um elétron é lançado através do campo, no sentido positivo do eixo z, com velocidade de 2 . 105 m/s. Dado: carga do elétron = -1,6 . 10-19C. A) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força magnética aplicada sobre o elétron no instante inicial? B) Qual é a trajetória descrita pelo elétron? Faça um esboço.

Exercícios 5 Um condutor na forma retangular, de dimensões 10 cm e 20 cm (ver figura) está totalmente imerso em um campo magnético uniforme de intensidade 0,5 T. Calcule quando a intensidade da corrente for de 2A: Intensidade da força que atua em cada ramo do condutor. O momento de rotação a que ele fica submetido.