Aula 4 Eletromagnetismo

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magnetismo

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  • Disciplina de Eletromagnetismo 1

    22--ELETROMAGNETISMOELETROMAGNETISMO(P(Pgina 24 a 115 da apostila Fundamentos do gina 24 a 115 da apostila Fundamentos do

    Eletromagnetismo, do professor Fernando Luiz Rosa Mussoi)Eletromagnetismo, do professor Fernando Luiz Rosa Mussoi)

  • Disciplina de Eletromagnetismo 2

    COMPETNCIASCOMPETNCIASConhecerConhecer as leis fundamentaisleis fundamentais do EletromagnetismoEletromagnetismo e suas aplicaaplicaeses.

    AnalisarAnalisar situasituaeses onde as leis fundamentais do Eletromagnetismo so aplicadasso aplicadas.

    HABILIDADESHABILIDADES

    AnalisarAnalisar situaes onde a lei de Faradaylei de Faraday aplicvel; AnalisarAnalisar situaes onde a lei de Lenz e a regra de lei de Lenz e a regra de FlemingFleming so aplicveis; CalcularCalcular a tenso induzidatenso induzida em condutorescondutores que cortam um campo magntico;

  • Disciplina de Eletromagnetismo 3

    Calcular a tensotenso e a freqfreqncia induzidasncia induzidas em espirasespiras que giram no interior de um campo magntico;

    AnalisarAnalisar acoplamentos magnacoplamentos magnticosticos em circuitos magnticos.

  • Disciplina de Eletromagnetismo 4

    CONTECONTEDODO

    2.1 DESCOBERTAS DE OERSTED2.2 FENMENOS DO ELETROMAGNETISMO2.3 FONTES DE CAMPO ELETROMAGNTICO2.4 VETOR CAMPO MAGNTICO INDUTOR2.5 FORA MAGNETO-MOTRIZ2.6 FORA ELETROMAGNTICA2.7 VARIAO DO FLUXO MAGNTICO2.8 INDUO ELETROMAGNTICA2.9 INDUTORES

  • Disciplina de Eletromagnetismo 5

    2.12.1-- Descobertas de Descobertas de OerstedOersted

    Concluso de Oersted:Todo condutor percorrido por corrente eltrica, cria em torno de si um campo eletromagntico.

  • Disciplina de Eletromagnetismo 6

    Como conseqncia desta descoberta surge o.....

    ELETROMAGNETISMOELETROMAGNETISMO:

    o campo MAGNTICO criado a partir da ELETRICIDADE.

  • Disciplina de Eletromagnetismo 7

    So trstrs os principais fenmenos eletromagnticos e que regem todas as aplicaestecnolgicas do eletromagnetismo:

    2.22.2-- Fenmenos do Fenmenos do EletromagnetismoEletromagnetismo

    A. Condutor percorrido por corrente eltricaproduz campo magntico; (applet Campo Magntico de um Fio Linear Transportando uma Corrente)

    Orientao da bssola em torno de um condutor percorrido por corrente. (Fonte: Giancoli)

    Visualizao das linhas de campo produzidas por um condutor percorrido por corrente. (Fonte: Giancoli)

  • Disciplina de Eletromagnetismo 8

    Regra de Ampre Regra da Mo DireitaMo direita envolvendo o condutor com o polegar apontando para o sentido convencional da corrente eltrica, os demais dedos indicam o sentido das linhas de campo que envolvem o condutor.

  • Disciplina de Eletromagnetismo 9

    Descubra o sentido do campo Descubra o sentido do campo magnmagntico!tico!

  • Disciplina de Eletromagnetismo 10

    C. Fluxo Magntico variante sobre um condutorgera (induz) corrente eltrica. (applet induo magntica 1 e 2, Lei de Lenz)

    B. Campo magntico provoca ao de uma foramagntica sobre um condutor percorrido por corrente eltrica. (applet Fora Lorentz)

  • Disciplina de Eletromagnetismo 11

    2.32.3-- Fontes de Campo Fontes de Campo EletromagnEletromagnticotico

    A. Campo Eletromagntico gerado em torno de um Condutor Retilneo

  • Disciplina de Eletromagnetismo 12

    Tabela de permeabilidade

    r permeabilidade relativa permeabilidade absolutao permeabilidade no vcuo

  • Disciplina de Eletromagnetismo 13

  • H Vetor Campo Magntico Indutor ou Vetor Fora Magnetizante [A/m]B Densidade de Campo magntico ou Densidade de fluxo magntico [T]

  • EXERCEXERCCIOSCIOS1) Sejam dois fios de comprimento infinito, condutores, de seo reta

    desprezvel, paralelos separados por uma distncia d. Se em algum ponto situado entre os fios o campo magntico for nulo, quando os mesmos so percorridos por uma corrente eltrica, pode-se afirmar que:

    a) as correntes tm o mesmo sentido;b) as correntes tm sentidos contrrios;c) as intensidades e sentidos de correntes so iguais;d) o enunciado est errado, pois o campo magntico jamais ser nulo;e) faltam dados para responder a questo.

    2) Quatro fios longos so percorridos por correntes iguais. A rea limitada pelos quatro fios um quadrado. A disposio que apresenta um campo magntico nulo no seu centro de simetria :

  • EXERCEXERCCIOSCIOS3) Qual a intensidade e o sentido da corrente 2, de modo que o

    campo magntico no ponto P seja nulo? R: 3,6A

    FONTE: CEFET/PR

    4) Calcular a intensidade de campo magntico indutor H a 50 cm do centro de um condutor retilneo percorrido por uma corrente eltrica de 3 A. R: 0,96Ae/m

    5) Qual a intensidade de campo magntico indutor H no ponto A da figura a seguir ? R: 11,1Ae/m

    FONTE: CEFET/PR

  • Disciplina de Eletromagnetismo 17

    B. Campo Eletromagntico gerado no centro de uma Espira Circular.

  • H Vetor Campo Magntico Indutor ou Vetor Fora Magnetizante [A/m]B Densidade de Campo magntico ou Densidade de fluxo magntico [T]

  • Disciplina de Eletromagnetismo 19

  • Disciplina de Eletromagnetismo 20

    EXERCEXERCCIOSCIOS6) Qual o valor do campo magntico indutor H no centro de uma

    espira circular feita com um condutor de 1m de comprimento e percorrida por uma corrente de 2 A ? R: 6,28Ae/m

    7) Qual o valor do campo magntico indutor H no centro comum s duas espiras de raio 7 cm e 10 cm, dado que 1 = 3 A e 2 = 4 A ?

    Qual o sentido do campo magntico resultante ? R:41,4Ae/m

    FONTE: CEFET/PR

    8) Calcular o valor do campo magntico no centro da espira da figura acima (a direita). R: 29,1Ae/m

  • Disciplina de Eletromagnetismo 21

    C. Campo Eletromagntico gerado no centro de uma Bobina Longa ou Solenide.

  • Disciplina de Eletromagnetismo 22

  • H Vetor Campo Magntico Indutor ou Vetor Fora Magnetizante [A/m]B Densidade de Campo magntico ou Densidade de fluxo magntico [T]

  • Disciplina de Eletromagnetismo 24

  • EXERCEXERCCIOSCIOS9) Calcular o campo magntico no centro de um solenide de

    10 cm de comprimento, com 600 espiras e percorrido por uma corrente de 2 A ? R: 12000Ae/m

    10) Para o eletrom da figura abaixo:a) determine a densidade de fluxo magntico no ncleo; R: 0,04Tb) desenhe as linhas de campo magntico e sua orientao;c) indique os plos norte e sul.

    FONTE: CEFET/PR

  • 11) Dois blocos de ferro esto suspensos por fios e constituem os ncleos de dois eletroms, como na figura a seguir:

    ( ) Fechando-se a chave S2, mantendo-se a chave S1 aberta, no haver atrao entre osblocos;

    ( ) Fechando-se as duas chaves S1 e S2 ao mesmo tempo, os blocos no iro atrair-se.

    Assinale a alternativa incorreta:( ) Fechando-se a chave S1, mantendo-se a chave S2

    aberta, os dois blocos de ferro iro atrair-se;( ) Fechando-se as duas chaves S1 e S2 ao mesmo tempo,

    os blocos iro repelir-se;

    FONTE: CEFET/PR

  • 12) Um solenide de 1 metro de comprimento contm 500 espiras e percorrido por uma corrente de 2A. Determinar a intensidade do vetor

    campo magntico no interior do solenide. Adote o = 4pi.10-7 T.m/A

    13) No interior de um solenide de comprimento 0,16m, registra-se um

    campo magntico de intensidade 5 pi.10-4 T, quando ele percorrido por

    uma corrente de 8A. Quantas espiras tem esse solenide? Adote 0 = 4pi.10-7T.m/A

    14) Considere um solenide de 0,16m de comprimento com 50 espiras. Sabendo que o solenide percorrido por uma corrente de 20A, determine

    a intensidade do campo magntico no seu interior.

    15) Um solenide de 1 metro de comprimento contm 1000 espiras e percorrido por uma corrente de i. Sabendo que o vetor campo magntico no

    seu interior vale 8pi.10-4 T, determine i. O solenide est no vcuo.

    http://br.geocities.com/saladefisica8/eletromagnetismo/solenoide.htm

  • Disciplina de Eletromagnetismo 28

    D. Campo Eletromagntico gerado por um Toride.

  • H Vetor Campo Magntico Indutor ou Vetor Fora Magnetizante [A/m]B Densidade de Campo magntico ou Densidade de fluxo magntico [T]

  • EXERCEXERCCIOSCIOS16) Calcule o valor do campo magntico indutor no interior

    do ncleo de um solenide toroidal de raio interno de 10 cm e raio externo de 12 cm, onde esto enroladas 1000 espiras percorridas por uma corrente de 1A. R: 1446,9Ae/m

    FONTE: CEFET/PR

  • 2.52.5-- Fora Magneto-Motriz

  • Exemplo:Na figura 4.15 considere que a bobina possui 120 espiras percorridas por

    uma corrente de 500mA e que o comprimento mdio do circuito magntico = 0,15m e cuja rea da seo transversal do ncleo 2 cm2.

    a) Determine o campo magntico indutor e a fora magneto-motriz;

    b) Considerando a permeabilidade do material sendo = 5.10-4 (Tm/A), determine a relutncia magntica do ncleo;

    c) Determine a densidade de fluxo magntico no ncleo (B).

  • EXERCEXERCCIOSCIOS

    17) Determine a relutncia de um circuito magntico se um fluxo de 4,2x10-4Wb for estabelecido por uma FMM=400Ae. Determine o campo magntico indutor H para uma bobina de 6 polegadas de comprimento. R: 952,4kAe/Wb; 2624,67Ae/m

    18) Se um campo magntico indutor H de 600Ae/m for aplicado a um circuito magntico, uma densidade de fluxo de 0,12Wb/m2 imposta. Encontre a permeabilidade de um material que

    produza o dobro da densidade de fluxo original com o mesmo H. R: 0,0004 Wb/A.m

  • EXERCEXERCCIOSCIOS19) Em um campo magntico indutor H = 100Ae/m colocado um pedao de material ferromagntico cuja permeabilidade relativa R = 1600 para este valor de H. Calcular o valor da

    densidade de campo magntico no interior do material. R: 0,2T.

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