Os gregos descobriram na região onde hoje Prof. Igor ... · espiras não justapostas. ... Duas...

A magnetita apresenta na sua composição,

aproximadamente, 69% de FeO e 31% de Fe2O3 ou

26,7% de ferro e 72,4% de oxigênio. É a pedra-ímã

mais magnética de todos os minerais da Terra, e a

existência desta propriedade foi utilizada para a

fabricação de bússolas.

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.

Prof. Igor Dornelles Schoeller

IMÃ: Dispositivo capaz de atrair Fe, Co, Ni, Aço (ferromagnéticos)

S N

Várias

formas.

A PROPRIEDADE DE

ATRAÇÃO É

MAIOR NAS EXTREMIDADES.

TIPOS DE IMÃS

NATURAL TEMPORÁRIO

MAGNETITA CONTATO ATRITO CORRENTE

ELÉTRICA

PÓLOS DE UM IMÃ

N S

N S

N N

S

S Pólos de mesmo nome se repelem e de nomes contrários se atraem.

INSEPARABILIDADE DOS PÓLOS

Inexistência do monopolo

magnético: Ao dividirmos um imã

em várias partes teremos sempre

a presença do par de pólos norte e

sul.

DOMINÍOS MAGNÉTICOS Naturalmente,todos os

materiais apresentam

domínios

magnéticos(gerados

pelo movimento dos

elétrons - spin),em geral

de forma desorganizada

Se o material é levado a presença de um campo

magnético externo, esses domínios podem se

orientar; temos neste caso um material

ferromagnético

MAGNETISMO E TEMPERATURA

Todo imã natural perde o poder magnético ao atingir uma

determinada temperatura, chamada de Ponto de Curie.

Ferro: Temperatura de Curie: 770°C

Cobalto: Temperatura de Curie: 1075°C

Níquel: Temperatura de Curie: 365°C

É a região do espaço em que um

corpo de prova fica sujeito a uma

força magnética.

Seu sentido se dá do

pólo Norte para o pólo

Sul e tem direção

perpendicular às 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.

MAGNETISMO DA TERRA

A B ú s s o l a

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).

Cinturão de Van Allen- Descoberto por

James Van Allen em 1958,

Magnetosfera

– região

envoltória do

seu campo

magnético

Vento solar

Aurora Boreal – Pólo

Norte

Aurora Austral – Pólo

Sul

+ -

+ - i

i

N N

S S Experiência de Oersted: O físico químico

dinamarquês Hans C.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.

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.

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)

r

i

B

Regra da mão direita

Módulo do Campo Magnético em fio condutor

Coube a dois

franceses, Jean-

Baptiste-Biot e

Félix Savart, a

formulação da

equação que

permitiu calcular a

intensidade do

campo magnético

gerado por uma

corrente elétrica.

Aplicando a lei de Biot-Savart:

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

d

iB o

.2

(FESP-PE-adaptado) Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma

corrente de intensidade 3,0 A. Qual a intensidade do campo magnético do fio a 50

cm?

Resolução:

A intensidade do campo a 0,5 m de distância do fio é:

.10.2,1

5,0..2

3.10.4

.2

6-7

Td

iB o

Tesla

Unidade de

campo

magnético.

As linhas de campo entram por um lado da

espira e saem pelo outro, conforme a regra

da mão direita.

Corrente no sentido Horário:

Corrente no sentido Anti-horário:

Módulo

Direção e Sentido

Regra da Mão Direita

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

•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.

L

i i

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

Módulo

Direção e Sentido

Regra da Mão Direita

(OSEC-SP) Um solenóide

compreende 5.000 espiras

por metro. Qual é o campo

magnético na região central do

solenóide, quando passa uma

corrente de 0,2 A?

(OSEC-SP) Duas espiras

circulares concêntricas e

coplanares, de raios 3π m e 5 π m

são percorridas por correntes de

3 A e 4 A, como mostraa figura.

Calcule o módulo do vetor

indução magnética no centro das

piras.

(FAAP-SP) Duas retas paralelas

conduzem correntes com a

mesma intensidade i = 10 A.

Calcule a intensidade do campo

magnético no ponto P, situado no

plano das retas, conforme a

figura.