Fenômenos Magnéticos Capítulo 13 COLÉGIO SANTO AMÉRICO MAGNETISMO Fenômenos Magnéticos Capítulo 13 Professora Patrícia – III ano EM 2008

Descoberta dos Imãs Os gregos descobriram na região onde hoje chamamos de Turquia, um minério com capacidade de atrair ferro e outros minérios semelhantes. Pedaços de magnetita encontradas na natureza são chamados de imãs naturais. Estes imãs naturais são constituídos por óxido de ferro (Fe3O4) e manifestam propriedades naturais que chamamos de fenômenos magnéticos.

Os imãs possuem dois pólos: NORTE e SUL Estes pólos Norte e Sul são capazes de atrair ferro e outros materiais como o aço, cobalto e níquel

Interação entre os pólos de um imã Os pólos iguais se repelem e os pólos opostos se atraem

O “imã” é indivisível! Na verdade, os imãs podem ser divididos, mas sempre haverá dois pólos magnéticos (Norte e Sul), ou seja, os pólos dos imãs são inseparáveis!

A Bússola Suspendendo-se livremente um imã em barra, ele gira até assumir, aproximadamente ,a direção norte-sul geográfica. Essa propriedade nos permite verificar a existência do campo magnético terrestre e propiciou aos chineses a invenção da bússola (agulha magnética).

As propriedades magnéticas da Terra Descobriu-se que os imãs se orientam aproximadamente com o eixo norte-sul geográfico da Terra

Campo Magnético Define-se como campo magnético toda região do espaço em torno de um condutor percorrido por corrente elétrica ou em torno de um ímã. Seu sentido se dá do pólo Norte para o pólo Sul e tem direção perpendicular às linhas de indução.

Linhas de Indução Em um campo magnético, chama-se linha de indução toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B e orientada no seu sentido. As linhas de indução são obtidas experimentalmente. As linhas de indução saem do pólo norte e chegam ao pólo sul, externamente ao ímã. Essas linhas de indução são representações da variação do campo magnético em uma certa região do espaço e são tangentes ao vetor campo magnético. Ver demonstração:http://phet.colorado.edu

Linhas de indução em um imã a partir de limalhas de ferro

Campo Magnético criado por corrente elétrica Experiência de Oersted: Oersted verificou em 1820 que ao aproximarmos uma agulha magnética a um fio condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, ocorre desvio na agulha magnética. Em outras palavras, ele descobriu que uma corrente elétrica percorrendo um fio condutor cria um campo magnético.

Experiência de Oersted Quando uma corrente passa por um fio condutor deflete a agulha magnética Representação esquemática da Experiência de Oersted

Campo magnético criado em um fio Condutor Quando um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica, cria-se um campo magnético de tal forma que o vetor campo magnético é perpendicular ao plano que contém o fio.

Sentido das Linhas de Campo Magnético O sentido das linhas de campo magnético é determinado pela regra da mão direita nº1. Visto em perspectiva Visto de cima Visto de lado Grandeza orientada do plano para o observador (saindo do plano) Grandeza orientada do observador para o plano (entrando no plano) Ver demonstração:http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/maodireita/maodireita.htm

Intensidade do Campo Magnético num fio Condutor Onde: B: módulo do vetor campo magnético (T- Tesla) i: corrente elétrica ( A) d: distância perpendicular entre o fio condutor e o ponto P onde se encontra o vetor campo magnético (m) 0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A

Campo Magnético em uma espira circular Considerando uma espira circular, temos que as linhas de campo entram por um lado da espira e saem pelo outro, conforme a regra da mão direita nº1. Visto em perspectiva Corrente no sentido Corrente no sentido anti-horário horário

Intensidade do campo magnético numa espira A intensidade do campo magnético numa espira também pode ser determinada pela Lei de Biot-Savart: Onde: B: módulo do vetor campo magnético no centro da espira (T) i: corrente elétrica ( A) R: raio da espira (m) 0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A

Campo magnético em um solenóide O solenóide é um dispositivo em que um fio condutor é enrolado em forma de espiras não justapostas. O campo magnético produzido próximo ao centro do solenóide (ou bobina longa) ao ser percorrido por uma corrente elétrica i , é praticamente uniforme (intensidade, direção e sentido constantes). Esta característica nos permite analisar o solenóide como um imã.

Linhas de Indução em um Solenóide O solenóide se comporta como um ímã, no qual o pólo sul é o lado por onde “entram” as linhas de indução e o lado norte, o lado por onde “saem” as linhas de indução. (novamente podemos usar a regrada mão direita nº1 nesta determinação)

Intensidade do vetor B no interior do solenóide A intensidade do campo magnético pode ser determinada pela Lei de Ampére: Onde: B: módulo do vetor campo magnético (T) i: corrente elétrica ( A) N: nº de espiras L: comprimento do solenóide (m) 0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A

Endereços relacionados: http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/maodireita/maodireita.htm http://www.fap.if.usp.br/~vannucci/animacoes.html http://phet.colorado.edu