eletromagnetismo 5

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fsicaELETROMAGNETISMO Colgio de So Jos2011.2Prof. Luiz Carlos ferreiraELETROMAGNETISMO Conhecido pelo ser humano h sculos, os ms ainda hoje despertam curiosidade. Esto presentes em nosso cotidiano, dos enfeites de geladeira aos discos rgidos que armazenam informaes nos computadores. Quando ouvimos msicas no aparelho de som, o movimento nos alto-falantes que propagam no ar o som que chega aos nossos ouvidos se deve aos ms. Os motores eltricos de corrente contnua, presentes em grande nmero de eletrodomsticos portteis, funcionam baseados nos ms. CAMPO MAGNTICO O vocbulo magnetismo provm de Magnsia, nome da regio localizada na antiga Grcia, onde as propriedades dessas pedras foram descobertas. Quando suspensas por seus centros de massa, tais pedras orientavam-se sempre na direo Norte-Sul. Eram constitudas de xido de ferro e denominadas magnetita. Atualmente, recebem o nome genrico de m natural. S mais tarde se descobriu a possibilidade de fabricar ms artificiais. PLOS MAGNTICOS Todo m apresenta duas regies distintas, denominadas plos , que possuem comportamentos opostos: plo norte e plo sul.

Plos magnticos de mesmo nome se repelem e de nomes contrrios se atraem. INSEPARABILIDADE DOS PLOS Imagine um m em forma de barra com seus plos norte e sul.Se o seccionarmos ao meio, surgiro novos plos norte e sul em cada um dos pedaos, constituindo cada um deles um novo m.

SUBSTNCIAS MAGNTICAS Dizemos que um corpo apresenta propriedades magnticas quando h uma predominncia de ms orientados sobre os demais.

Classificao das substncias magnticas Substancias ferromagnticas: aquelas cujos ms elementares se orientam facilmente quando submetidos ao de um campo magntico. Exemplos: ferro, nquel, cobalto e algumas ligas metlicas.Substancias paramagnticas: aquelas cujos ms elementares no se orientam facilmente sob ao de um campo magntico: a imantao pouco intensa. Exemplos: platina, plsticos, madeira, leo etc. Substancias diamagnticas: aquelas cujos ms elementares se orientam em sentido contrrio ao vetor induo magntica, sendo, portanto, repelidas pelo m que criou o campo magntico. Exemplos: bismuto, cobre, ouro, prata , chumbo. INFLUNCIA DA TEMPERATURA SOBRE A IMATAO A experincia mostra que, acima de um determinado valor de temperatura, os corpos condutores perdem todas as suas propriedades ferromagnticas. Essa temperatura, constante para cada tipo de material, denominada ponto Curie. INDUO MAGNTICA Uma agulha de ao , normalmente, um corpo no-imantado. Porm, quando colocada na presena de um m, o campo magntico por ele criado orienta os ms elementares da agulha, tornando-a imantada.

Denomina-se induo magntica o fenmeno de imantao de um corpo por meio de um m. CAMPO MAGNTICO Analogamente ao campo eltrico, denominamos campo magntico a regio ao redor de um m na qual ocorre um efeito magntico.Sua representao feita por meio de linhas de campo ou linhas de induo, que so linhas imaginrias fechadas que saem do plo norte e entram no plo sul.Cada ponto de um campo magntico caracterizado por um vetor B denominado vetor induo magntica ou vetor campo magntico, sempre tangente s linhas de campo e no meso sentido delas.

CAMPO MAGNTICO Um campo magntico uniforme quando o vetor campo magntico constante em todos os pontos do campo. Nesse caso, a sua representao um conjunto de linhas paralelas igualmente espaadas e orientadas.No caso de o vetor campo magntico ser varivel, o campo ser dito no-uniforme e sua representao ser um conjunto de linhas cuja densidade varivel.

CAMPO MAGNTICO CRIADO POR CORRENTES ELTRICAS Experimentalmente, em 1820, o fsico dinamarqus Hans C. Oersted verificou que corrente eltrica cria seu redor um campo magntico.Verificou que, ao fechar o circuito, a agulha magntica da bssola sofria um desvio e permanecia quase perpendicular ao condutor, graas ao aumento da corrente. Verificou ainda que, se o sentido da corrente fosse invertido, a agulha tambm sofria uma inverso em seu sentido.

Quando o circuito est aberto, a agulha da bssola fica paralela ao condutor. Fechando-se o circuito, a agulha da bssola sofre um desvio.

Uma corrente eltrica cria ao seu redor um campo magntico. 10CAMPO MAGNTICO CRIADO POR CORRENTE ELTRICA NUM FIO CONDUTOR O sentido das linhas de campo magnticos criados por uma corrente eltrica foi estudado por Ampre, que estabeleceu uma regra para determin-lo, conhecida como regra da mo direita.segure o condutor com a mo direita, envolvendo-o com os dedos e mantendo o polegar apontando o sentido da corrente. O sentido das linhas de campo dado pela indicao dos dedos que envolvem o condutor.

11CAMPO MAGNTICO CRIADO POR CORRENTE ELTRICA NUM FIO CONDUTOR As linhas de campo so circulares e concntricas ao fio por onde passa a corrente eltrica e esto contidas num plano perpendicular ao fio. A direo do vetor campo magntico B sempre tagantes s linhas de campo em cada considerado e sempre no mesmo sentidos delas.

Representa um vetor campo magntico perpendicular ao plano da folha de papel e orientado para fora.Representa um vetor campo magntico perpendicular ao plano da folha de papel e orientado para dentro.

12INTENSIDADE DO VETOR CAMPO MAGNTICO A intensidade do vetor campo magntico em qualquer ponto do campo proporcional intensidade da corrente eltrica que passa pelo fio e inversamente proporcional distncia desse ponto ao fio. Sua expresso, que a lei de Biot-Savart, : A unidade de B no SI o tesla (T).

13CAMPO MAGNTICO CRIADO POR UMA ASPIRA CIRCULAR. Considere uma espira circular de centro O e raio R, percorrida por uma corrente de intensidade i.O vetor campo magntico B, no centro O da espira, tem as seguintes caractersticas: Direo: perpendicular ao plano da espira Sentido: dado pela regra da mo direita Intensidade: dada pela expresso:

Para N espiras circulares iguais e justapostas (bobina chata) a intensidade do vetor B no centro da bobina vale:

14CAMPO MAGNTICO CRIADO POR UMA ASPIRA CIRCULAR. Na aspira circular, o lado em que entram as linhas de campo magntico pode ser associado ao plo sul, e o lado de onde saem as linhas pode ser associado ao plo norte.

Aplicando a regra da mo direita, podemos determinar o sentido do vetor B.

15CAMPO MAGNTICO CRIADO POR UM SOLENIDE. O solenide um dispositivo constitudo de um fio condutor enrolado em forma de espiras no- justapostas. Recebe tambm o nome de bobina longa ou eletrom.

A intensidade do vetor induo magntica no interior de um solenide dada pela expresso:

16ELETROM A propriedade do ferro macio (ferro aquecido e esfriado lentamente) de magnetizar-se sob influncia das correntes eltricas e perder sua magnetizado logo que essa influncia cesse tornou possvel a fabricao de ms artificiais, intermitentes, chamados eletroms. um eletrom um dispositivo constitudo por uma barra de ferro envolvida por um solenide.

As aplicaes dos eletroms bastante intensa na industria, sendo utilizados nas campainhas, nos telefones e em guindastes de alta capacidade, notadamente na indstria de construo naval. 17Exerccios (MED-STA CASA-SP) A corrente eltrica de intensidade i num fio retilneo de comprimento praticamente infinito, gera num ponto P um campo magntico B. Sendo R a distncia de P ao fio, mostre que o mdulo de B proporcional a i/R.

2. (UBERABA) Um fio retilneo muito longo percorrido por uma corrente eltrica constante i e o vetor induo magntica, num ponto P perto do fio, tem mdulo B. Se o mesmo fio for percorrido por uma corrente eltrica constante 2i, qual o mdulo do vetor induo magntica no mesmo ponto P?

3. (OSEC-SP) Um fio metlico reto e extenso percorrido por uma corrente de intensidade 4,5 A. Calcule a intensidade do campo magntico a 30 cm do fio. Dado: = 4 .10-7 T.m/A.

4. (MAU-SP) dado um fio metlico reto, muito longo, percorrido por uma corrente eltrica constante. a) esboce as linhas do vetor induo magntica produzido por essa corrente eltrica. b) Explique como se determina o sentido do vetor induo magntica.

EXERCCIO 5. (MED-STA CASA-SP) Dois fios dispostos como indica a figura, determinam as quatro regies do plano. Em qual (ais) regio (es) as correntes eltricas I' e I'' podem produzir campos de intensidade nula?

6. (FATEC-SP) Dois fios metlicos retos, paralelos e longos so percorridos por correntes eltricas i e 3i de sentidos iguais (entrando na tela, no esquema). O ambiente o vcuo.

Determine os valores (proporcionais) de x e y para que o campo resultante produzido por essas correntes seja nulo no ponto P.