Física Magnetismo – Campo Magnético Ilan Rodrigues

FísicaFísica

Magnetismo – Campo MagnéticoMagnetismo – Campo Magnético

Ilan RodriguesIlan Rodrigues

01. INTRODUÇÃO01. INTRODUÇÃO

Magnetita

- Óxidos de ferro II e III- Óxidos de ferro II e III FeFe33OO44(FeO e Fe(FeO e Fe22OO33))

- - MagnésiaMagnésia "lugar das pedras Mágicas", "lugar das pedras Mágicas",

- Forma Cristalina- Forma Cristalina

- Cérebros de abelhas, peixes, ursos, - Cérebros de abelhas, peixes, ursos, alguns pássaros e em seres humanos alguns pássaros e em seres humanos

01. INTRODUÇÃO01. INTRODUÇÃO- Motores Elétricos - Motores Elétricos

- Cartões Magnéticos- Cartões Magnéticos

- Transformadores - Transformadores de Tensão de Tensão

- Aceleradores de - Aceleradores de PartículasPartículas

S

02. Imãs ou Magnetos02. Imãs ou Magnetos

N SPólo Norte Magnético Pólo Sul Magnético

2.1. Pólos Magnéticos2.1. Pólos Magnéticos

2.2. Atração e Repulsão2.2. Atração e Repulsão

N S

N N S

N S N S

S NRepulsão

Repulsão

Atração

Dica:

N S N Sd

F - F

N S N S2d

F/2 - F/2

S

2.3. Inseparabilidade dos Pólos Magnéticos de 2.3. Inseparabilidade dos Pólos Magnéticos de um Imãum Imã

N S

N S N S

N S SN S N S N S

Pólo Norte Geográfico

S

N

Pólo Sul Geográfico

N

S

Pólo Norte Magnético

Pólo Sul Magnético

Nota: Campo Magnético Terrestre

03. Campo Magnético de um Imã03. Campo Magnético de um Imã

N SImã

Campo Campo MagnéticoMagnético

Nota:Nota: Substâncias Ferromagnéticas

Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético.

Ferro

Cobalto Níquel

N

S

N

S

N

S

N

S

NS

N

S

N

S

N

S

S NN

S

N

S

N

S

N

S

N

S

N

S

N

S

N

S

Substâncias Ferromagnéticas

Atração

Nota:Nota: Substâncias Paramagnéticos

São materiais fracamente atraídos pelos ímãs.

Alumínio

Magnésio Sulfato de

Cobre

N

S

N

S

N

S

N

S

NS

N

S

N

S

N

S

S N

Substâncias Paramagnéticas

N

SN

S

N

S

N

S

NS

N

S

N

SN

S

Nota:Nota: Substâncias Diamagnéticas São materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado.

Cobre PrataChumbo

N

S

N

S

N

S

N

S

NS

N

S

N

S

N

S

S N

Substâncias Diamagnéticas

NS

NS

NS

NS

NS

NS

NS

NS

Repulsão

04. Vetor Indução Magnética04. Vetor Indução Magnética

N S

B Direção:Direção: A reta que a

agulha se alinha

Sentido:Sentido: Pra onde aponta o Pólo Norte

Magnético da Agulha

Imã

S N

B

B

B

B

B

B

B

B

B

S N

B

B

B

B

B

B

B

B

B

N

S

N

S

N

S

NS

NS

NS

NS

05. Campo Magnético Uniforme(CMU)05. Campo Magnético Uniforme(CMU)

B

NS

BB

NS

B

NS

S

N

N

SN S

N S SN S

05. Campo Magnético Uniforme(CMU)05. Campo Magnético Uniforme(CMU)

B (Constante)

B

Campo Magnético (Saindo ) do Plano

Campo Magnético (Entrando ) no Plano

X X X X X

X X X X X

X X X X X

X X X X X

X X X X XB

X

06. A Origem do Campo Magnético06. A Origem do Campo Magnético

I. Fio Perpendicular ao I. Fio Perpendicular ao plano do papel, com a plano do papel, com a

corrente saindo desse planocorrente saindo desse plano

B Bxx

II. Fio Perpendicular ao plano II. Fio Perpendicular ao plano do papel, com a corrente do papel, com a corrente

entrando neste planoentrando neste plano

i

- B1- B2- B3B4 B5 B6

xx xx xx

III. Fio estendido no plano do papelIII. Fio estendido no plano do papel

B1B2B3 << B6

B5B4 >>

i

X X X

X X X

X X X

X X X

X X XBB

07. Campo Magnético Gerado Por Um Fio 07. Campo Magnético Gerado Por Um Fio Retilíneo Muito Longo (Infinito) Retilíneo Muito Longo (Infinito)

B

Regra da Mão Direita Envolvente

i

N

S

6.3. Intensidade do Vetor indução Magnética6.3. Intensidade do Vetor indução Magnética

B

i

Lei de AmpèreLei de Ampère

∑ ∑ ((B . B . ∆ℓ)∆ℓ) = = μμ00 . i . i

B . B . 2 2 ππ. r. r = = μμ00 . i . i

BB = = μμ00 . i . i

2 2 ππ. r. r

r

Permeabilidade Magnética no

Vácuo

μμ00 = = 4 4 ππ. 10. 10- 7 - 7 T.m/AT.m/A

AA

mmTesla(T)Tesla(T)

8. Campo Magnético Gerado Por Uma 8. Campo Magnético Gerado Por Uma Espira CircularEspira Circular

i i

B

BB = = μμ00 . i . i

2 . r2 . r

Permeabilidade Magnética no

Vácuo

μμ00 = = 4 4 ππ. 10. 10- 7 - 7 T.m/AT.m/A

AA

mmTesla(T)Tesla(T)

Módulo Do Campo Módulo Do Campo MagnéticoMagnético

Corrente Circulando No Corrente Circulando No Sentido Anti–horárioSentido Anti–horário

i

i

i

i

i

AB

B

Face Norte

Face Sul

S

N

i

i

i

i

i

AB

B

Face Norte

Face Sul

S

N

Corrente Circulando Corrente Circulando No Sentido HorárioNo Sentido Horário

7.1. Pólos Magnéticos da Espira7.1. Pólos Magnéticos da Espira

i

i

i

i

i

AB

B

i

i

i

i

AB

i B

xx

Corrente Circulando No Sentido Anti–horário

Corrente Circulando No Sentido Horário

Pólo Norte

Pólo Sul

7.1. Pólos Magnéticos da Espira7.1. Pólos Magnéticos da Espira

7.2. Bobina Chata7.2. Bobina Chata

BB = = NN . . μμ00 . i . i

2 . r2 . r

Número de espirasNúmero de espiras

7.3. Solenóide7.3. Solenóide É um fio condutor enrolado em forma de hélice cilíndrica. É um fio condutor enrolado em forma de hélice cilíndrica.

7.4. Linhas de Indução7.4. Linhas de Indução

7.5. Intensidade do Vetor Indução 7.5. Intensidade do Vetor Indução MagnéticaMagnética

BB = = NN . . μμ00 . i . i

ℓℓ

Número de espirasNúmero de espiras

Número Total de EspirasNúmero Total de Espirasℓℓ

06. Ação Do Campo Magnético Sobre 06. Ação Do Campo Magnético Sobre Cargas Elétricas Cargas Elétricas

BBq

Fm

v

θ

v┴

Fm = q . v . BFm = q . v . B. sen θ

(C)(N)

(m/s)

TESLA (T)

6.1 Carga lançada formando um ângulo θ com um Campo Magnético

Nota: Regra da Mão Direita e da Mão Nota: Regra da Mão Direita e da Mão EsquerdaEsquerda

+-

Regra da Mão Direita

Carga positiva

Regra da Mão Esquerda

Carga Negativa

06. Ação Do Campo Magnético Sobre 06. Ação Do Campo Magnético Sobre Cargas ElétricasCargas Elétricas

6.2 Carga abandonada em Repouso em um Campo Magnético Uniforme

B

Bq

V = 0

Fm = q . v . B. sen θ0

Fm = 0

Fm = 0

06. Ação Do Campo Magnético Sobre 06. Ação Do Campo Magnético Sobre Cargas ElétricasCargas Elétricas

6.3. Carga Lançada na mesma direção do Campo Magnético Uniforme

B

Bqv

θ = 0

Fm = q . v . B. sen θ. sen 00

0

Fm = 0

Fm = 0

X X X X

X X X X

X X X X

X X X X

X X X X

X X X X

X X X

X X X

X X X

X X X

X X X

X X X

B

q

v

qFm

vq

Fm

v

q

Fm

v

qFmv

qFm

v

06. Ação Do Campo Magnético Sobre Cargas Elétricas06. Ação Do Campo Magnético Sobre Cargas Elétricas 6.4. Carga Lançada Perpendicularmente a direção do Campo Magnético Uniforme

FFmm == FFCPCP

q.v.Bq.v.B == mm . v. v22

q . Bq . B = =

RR

mm . v. vRR

BB = = m . vm . v

q . Rq . R

RKgKg m/sm/s

CCmm

Tesla(T)Tesla(T)

X X X X X

X X X X X

X X X X X

X X X X X

X X X X X

B

X X X X X

X

X

X

X

X

X

q

BB = = m . vm . v

q . Rq . R

vv = = q .B . Rq .B . R

m m

ωω . R . R = = q . B . Rq . B . R

mm

2 2 ππ = =

q . Bq . B

mmTT

R

FCPFMag

mm

2 2 ππ . . = =

q . Bq . BmmTT

Fm = q . v . B. sen θ. sen 900

1

v