Aula 09 Eletromagnetismo

7/28/2019 Aula 09 Eletromagnetismo

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ELETRNICA E ELETRICIDADE BSICA

Magnetismo

Histria

No se tem registro do incio do estudo sobre omagnetismo, nem de sua origem. Os gregos j sabiam

desde a antiguidade que certas pedras da regioda Magnsia, na sia Menor, atraiam pedaos de ferros.Esta rocha era a magnetita (Fe3O4). As rochas que contemo minrio que apresenta este poder de atrao sochamadas de ims naturais.


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Em 1600, William Gilbert descobriu a razo de a agulhade uma bssola orientar-se em direes definidas: a Terra um im permanente. E o fato do polo norte da agulhaser atrado pelo polo norte geogrfico da Terra, quer dizer

que este polo , na realidade, polo sul magntico. Isso severifica ao saber que polos de mesmo nome de dois imsrepelem-se e de nomes opostos se atraem.


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Campo magntico

O campo magntico a regio do espao em torno de um

material magntico onde se observam seus efeitos magnticos,

isto , sua atrao e sua repulso com outros corpos. Por serinvisvel, convencionou-se que o sentido das linhas de induo

tal, que elas saem do polo norte e entram no polo sul fora do

im, e saem do polo sul e entram no polo norte dentro do im.


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Inseparabilidade dos polos

Quebrando-se um im em forma de barra, em duaspartes, no obteremos dois ims, um com somente o polo

sul e o outro somente com o polo norte, mas dois imsmenores com ambos os polos. Se continuarmos dividindoo mesmo im, obteremos sempre o mesmo resultado.Isto se deve ao fato de que as propriedades magnticasso intrnsecas as molculas que constituem o material.


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Repulso e atrao magntica entre os polos dos ims.


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Tipos de ims

Os ims artificiais permanentes tem a caracterstica deconservarem o seu prprio campo magntico, mesmo

depois de cessado o campo indutor ou a corrente eltrica,tal como o ao. Os artificiais temporrios tem acaracterstica de noconservarem o campo magntico aps cessado o campoindutor ou a corrente eltrica, tal como o ferro.


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Materiais magnticos e no magnticos

Materiais magnticos so aqueles que permitem aorientao de seus imas elementares, tais como ferro, ao

e nquel.Os materiais no magnticos so aqueles onde os efeitosmagnticos de seus ims elementares anulam-secompletamente, no reagindo a um campomagntico externo, tais como plsticos, madeiras eborrachas.


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Processo de magnetizao

Como um material pode magnetizar-se alinhando suasmolculas? A melhor maneira de faze-lo aplicando-lhe

uma forca magntica. Tal fora dever agir contra ocampo magntico de cada molcula, orientando-as. Issopode ser feito por atrito, por induo e, principalmente, porcorrente eltrica, que ocorre quando uma bobina ligadaa uma bateria, a corrente eltrica produz um campomagntico que magnetiza o material.


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Lei de Coulomb

O fsico COULOMB, ao estudar os fenmenos de atraoe repulso entre os polos dos ms, foi evado a admitir

que existe em cada polo uma certa quantidade demagnetismo ou massa magntica proporcional foraproduzida pelo polo. Ento COULOMB enunciou aseguinte lei:


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Lei de Coulomb

A fora de atrao entre dois ims diretamenteproporcional ao produto das massas magnticas dos

corpos e inversamente proporcional ao quadrado dasdistncias entre eles e depende ainda do meio em que seencontra o fenmeno.


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Onde:F: forca magntica [Newton (N)]h: constante magntica do meiom: massa magntica [Weber(Wb)]r: distancia entre os corpos [metros(m)]

Lei de Coulomb


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Fluxo magntico [ (Wb)]

definido como o nmero total de linhas de campomagntico que atravessam determinada seo. Sua

unidade no Sistema Internacional (SI) e o Weber(Wb).Um Weber igual a 1.10^8 linhas de campo magntico.


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Induo magntica [ (T)]

Tambm chamada de densidade de fluxo magntico,representa o fluxo magntico por unidade de rea deuma seco perpendicular ao sentido do fluxo.

A unidade de induo magntica o Wb/m2 que chamado de Tesla (T).


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Intensidade magntica [H (A/m)]

uma grandeza vetorial definida em cada ponto docampo. Para representar, no interior do im, aintensidade de magnetizao e, ao mesmo tempo, adireo e o sentido da orientao dos ims elementaresque o constituem,d-se intensidade de magnetizao o carter de um

vetor, tendo a direo do eixo magntico dos imselementares orientados e dirigidos no sentido sul-norte.


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Intensidade magntica [H (A/m)]

Se cada unidade de volume de um im constitudapor um igual nmero de ims elementares igualmenteorientados, a intensidade magntica do im , entoconstante em valor, direo e sentido. Em todos osoutros casos, a intensidade de magnetizao varia emvalor e direo de um ponto para

o outro do im, sendo a intensidade magnticaresultante da mdia das intensidades desses pontos. Aunidade da intensidade magntica o A/m.


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Permeabilidade magntica [ (T.m/A)]

A permeabilidade magntica exprime a facilidade queum determinado meio, com dimenses (comprimento erea de seo transversal) unitrias, oferece aoestabelecimento de um campo magntico. Essagrandeza expressa pela relao:

No vcuo, o= 4..10-7 T.m/A.


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O valor de uma grandeza caracterstica de cada

material, pois indica a aptido que um determinadomaterial possui em reforar um campo magntico inicialsendo = .H.


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Relutncia [ (A/Wb)]

A relutncia magntica de um circuito magntico podeser definida como a dificuldade oferecida pelo circuito passagem do fluxo magntico atravs do mesmo. Suaunidade o Ampre/Weber. A relutncia o inverso dapermencia (facilidade oferecida pelo circuito passagem do fluxo magntico). A relutncia

diretamente proporcional ao comprimento do caminhomagntico e inversamente proporcional apermeabilidade e a seo transversal do material.


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Ponto Curie

Quando a temperatura de um material ferromagntico elevada acima de certo valor crtico, o material perdesuas propriedades magnticas tornando-sesimplesmente paramagntico.


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Exerccios

1. O que um m?

2. Diferencie materiais magnticos dos nomagnticos.

3. Cite e explique o processo de magnetizao.

4. Conceitue fluxo magntico e induo magntica.

5. O que determina o ponto Curie de uma dadasubstncia?


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Histria

Hans Christian Oersted (1777-1851), fsicodinamarqus, descobriu a relao entre circuitosmagnticos e eltricos atravs de uma experincia.

Alm de sugerir que os fenmenos eltricos emagnticos esto relacionados, a descoberta deOersted levou concluso de que a corrente eltrica

cria um campo magntico no espao que a circunda.


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Campo magntico criado por corrente eltrica

Sempre que houver cargas eltricas em movimento, emtorno dessa carga surgir um campo magntico. A

figura mostra a experincia de Oersted; onde o campomagntico criado por corrente eltrica interage com aagulha de uma bssola, desviando-a.


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Campo magntico criado por condutor retilneo

O campo magntico gerado por um fio retilneo extenso tal, que as linhas de induo so circunferncias

concntricas, tendo como centro o prprio fio. O sentidodesse campo magntico pode ser obtido pela regra damo direita.


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Campo magntico criado por condutor retilneo

O polegar colocado no sentido convencional dacorrente e os outros dedos que envolvem o condutor,

indicamo sentido de .


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Campo magntico criado por espira circular

Espira circular um fio condutor em forma decircunferncia. A figura mostra o aspecto do campo

magntico gerado por esse tipo de condutor.


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Campo magntico criado por espira circular

Os polos norte e sul da espira circular so determinados,respectivamente, pelas sada e entrada das linhas de

induo. Para relacionar o sentido do vetor com osentido da corrente I, utiliza-se a regra da mo direita.


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Campo magntico criado por bobina

Uma bobina (solenide) constituda por um fio enroladovrias vezes, tomando uma forma cilndrica. Cada uma

das voltas do fio da bobina denominada uma espira.


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Campo magntico criado por bobina

Se inserirmos um ncleo ferromagntico em uma bobina,teremos um eletrom cuja polaridade pode ser

determinada, aplicando-se a regra da mo direita.


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Fora magntica num condutor percorrido por corrente

Em todo condutor percorrido por corrente e imerso num

campo magntico de tal forma a cortar suas linhas de

fluxo magntico, surge uma fora magntica.Essa fora magntica usada para fazer funcionar umgrande nmero de aparelhos eltricos como os medidores(ampermetros e voltmetros), bem como motores

eltricos.


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Eletromagnetismo

Exerccios:

1. Qual a relao existente entre circuitos eltricos emagnticos?

2. Descreva os aspectos dos campos magnticos criadospor um fio retilneo e por uma espira circular.

3. Explique o princpio de funcionamento de um motor decorrente contnua elementar.

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