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Eletromagnetismo

Motor Eletroimã Eletroimã

Fechadura eletromagnética Motor elétrico Ressonância Magnética

Representação de um vetor perpendicular a um plano

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Campo Eletromagnético

Regra da mão direita: Dedo polegar é o sentido da corrente e os demais dedos o sentido do campo

magnético.

Espira circular

Bobina chata ou plana

É representado por N espiras circulares

B = Campo Magnético (T = tesla)

µo = Constante de permeabilidade magnética no

váculo

i = intensidade de corrente elétrica (A = amperes)

R = raio da espira (m = metros)

N = número de espiras

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Fio reto ou condutor retilíneo

Solenóide ou espiral

B = Campo Magnético (T = tesla)

µo = Constante de permeabilidade magnética no vácuo

i = intensidade de corrente elétrica (A = amperes)

R = raio da espira (m = metro)

N = número de espiras

L = comprimento do solenoide (m = metro)

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Força Eletromagnética Regra da mão “esquerda” (para carga positiva): Dedo polegar é o sentido força magnética, o dedo

indicador é o sentido do campo magnético e o dedo médio é o sentido da velocidade.

Para carga negativa, fazemos a regra da mão “esquerda” só que com a mão “direita”.

Lembre-se que estes três vetores estão perpendiculares entre si.

- Sobre uma carga elétrica em movimento imersa em um campo magnético

e uniforme:

Carga positiva ou um próton

Carga negativa ou um elétron

Fm = Força magnética (N = newton)

B = Campo Magnético (T = tesla)

q = Carga elétrica (C = coulomb)

R = raio da trajetória (m = metro)

V = velocidade (m/s = metros por

segundo)

T = Período (tempo para dar uma volta

completa) (s = segundos)

M = massa (kg = quilograma)

| |

| |

| |

Obs.: Quando o ângulo entre a velocidade e o campo magnético for diferente de 90º, fazer: | |

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- Sobre um condutor ou fio reto com uma corrente elétrica imersa em um

campo magnético e uniforme:

Regra da mão “esquerda”: Dedo polegar é o sentido força magnética, o dedo indicador é o sentido do

campo magnético e o dedo médio é o sentido da corrente elétrica.

Fm = Força magnética (N = newton)

B = Campo Magnético (T = tesla)

i = intensidade de corrente elétrica (A = amperes)

L = comprimento do fio imerso no campo

magnético e uniforme (m = metro)

= ângulo entre o campo magnético e o fio.

Em geral, o valor de é de 90º, sendo sen 90º = 1.

Assim:

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- Sobre dois fios paralelos com corrente elétrica imersos em um campo

magnético e uniforme.

Fm = Força magnética (N = newton)

µo = Constante de permeabilidade magnética no

vácuo

i1 e i2 = Correntes elétricas nos fios (A = ampere)

L = comprimento do fio imerso no campo

magnético e uniforme (m = metro)

r = distância entre os fios (m = metro)

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Corrente elétrica induzida e fem (força eletro magnética) induzida

Quando deslocamos um fio, com uma velocidade

V perpendicular a um campo magnético B, surge

uma força magnética Fm que podemos obter o

vetor através da regra da mão direita 2 (que é a

mesma regra da mão “esquerda” com a mão

direita, por ser cargas negativas):

Isto ocorre, pois a carga elétrica que se desloca no

interior do fio ser o elétron, ou seja, negativa.

Isto faz com que os elétrons se desloquem no sentido da Fm, fazendo com que uma das extremidades do

fio fique com carga positiva e a outra extremidade com carga negativa.

Estas cargas, geram um campo elétrico do positivo para o negativo, como aprendeu em eletrostática.

Ao inserir uma carga negativa neste campo elétrico (o elétron que se desloca), aparece uma força elétrica

Fe com vetor contrário ao campo elétrico. Se eventualmente esta carga fosse positiva a força seria na

mesma direção do campo elétrico. Porém, nesta situação, isto não ocorre.

Isto cria uma ddp (diferença de potencial ou voltagem ou tensão ou fem) em seus terminais.

Esta Fe terá sempre seu sentido oposto ao da Fm.

Se este fio deslocar sobre um outro

condutor em forma de “U”, ele formará um

circuito fechado.

Surgirá uma corrente elétrica que

representamos no sentido contrário ao

deslocamento do elétron no interior do

condutor.

A fórmula para calcular a fem induzida “e”

em V (volt) será:

B = Campo Magnético (T)

L = Comprimento do fio (m)

V = Velocidade de deslocamento do fio

(m/s)

Para calcular a corrente elétrica induzida, podemos utilizar a 1ª Lei de Ohm:

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Fluxo Magnético

Somente temos fem (força eletro

motriz ou voltagem ou tensão)

induzida numa espira, imersa em um

campo magnético, se ocorrer

variação do número de linhas de

indução que atravessam a superfície

da espira.

Fluxo magnético é a grandeza escalar

que mede o número de linhas de

indução que atravessam a área “A”

de uma espira, imersa num campo

magnético de indução de módulo

“B”. Assim:

= fluxo magnético (Wb = weber) B = Campo Magnético (T = tesla)

A = área da espira (m2 = metro quadrado)

= Ângulo entre o vetor normal “n” perpendicular

ao plano da espira e o vetor campo magnético “B”.

Lei de Faraday-Neumann

ou0

em = fem induzida média (V = volt). É negativa

pois a força eletromotriz induzida se opõe a

variação de fluxo que a origina (na próxima página

veja Lei de Lenz).

= Variação de fluxo magnética (Wb = weber)

t = variação de tempo (s = segundos) N = número de espiras.

No vetor normal “n” paralelo ao campo magnético

“B” o ângulo entre eles é = 0º.

Assim, cos 0º = 1.

A fórmula do fluxo magnético fica:

Para o vetor normal “n” perpendicular ao campo

magnético “B” o ângulo entre eles é = 90º.

Assim, cos 90º = 0.

A fórmula do fluxo magnético fica:

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Quando o vetor normal “n” é inclinado em relação

ao campo magnético “B” com um ângulo qualquer, a fórmula do fluxo magnético fica:

Indução eletromagnética – Lei de Lenz

Para induzir uma corrente elétrica em um fio, é necessário que haja uma variação do fluxo magnético.

Assim, somente terá a formação desta corrente se movimentarmos um imã próximo ao fio, aproximando e

afastando deste fio.

Para determinar o sentido da corrente induzida, utilizando a “Lei de Lenz”. Vamos aqui dar uma regra

simplificada.

Ao se aproximar um polo de um imã em uma espira, desenhamos simbolicamente a letra do polo que

aproximou e isto indica o sentido da corrente elétrica induzida. Ao afastar este polo, o sentido da corrente

é dado pela letra do polo oposto.

Observe os exemplos:

Ao aproximar o polo

norte do imã na expira,

escreve a letra “N” de

norte. As pontas com as

flechas indicam o

sentido da corrente

induzida.

Já, quando afastamos o

polo norte, a letra escrita

é a do polo oposto. No

caso, o “S” de sul.

Da mesma forma, se

aproximar o polo sul, a

letra escrita é o “S” e se

afastar o polo sul, a letra

escrita é a oposta, no

caso, o norte.

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Transformador

É um aparelho que permite modificar uma ddp alternada.

Pode aumentar ou diminuir, de acordo com a conveniência.

EP = ddp na bobina que será transformada = primário

ES = ddp na bobina após ser transformada = secundário

NP = número de espiras na bobina primária

NS = número de espiras na bobina secundária

IP = corrente elétrica na espira da bobina primária

IS = corrente elétrica na espira da bobina secundária

= fluxo magnético no núcleo do transformador

Se NS > NP, o transformador é um elevador de ddp.

Se NS < NP, o transformador é um abaixador de ddp.