magnetismo

COLÉGIO
DOMINUS VIVENDI
MAGNETISMO
Fenômenos Magnéticos
Descoberta dos Imãs
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.
Os imãs possuem dois pólos:
NORTE e SUL
Estes pólos Norte e Sul são capazes de atrair
ferro e outros materiais como o aço, cobalto e
níquel
Interação entre os pólos de um imã
Os pólos iguais se repelem e os pólos opostos se atraem
O “imã” é indivisível!
Na verdade, os imãs podem ser divididos, mas
sempre haverá dois pólos magnéticos (Norte e Sul),
ou seja, os pólos dos imãs são inseparáveis!
A Bússola
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).
As propriedades magnéticas da Terra
Descobriu-se que os imãs se orientam aproximadamente com o eixo
norte-sul geográfico da Terra
Campo Magnético
Define-se como campo magnético toda região do espaço
em torno de um condutor percorrido por corrente
elétrica ou em torno de um ímã. Seu sentido se dá do
pólo Norte para o pólo Sul e tem direção perpendicular
às linhas de indução.
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.
Ver demonstração:http://phet.colorado.edu
Linhas de indução em um imã
a partir de limalhas de ferro
Campo Magnético criado por
corrente elétrica
Experiência de Oersted:
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.
N
i
S
Experiência de Oersted
Quando uma corrente passa por um fio condutor deflete a agulha magnética
Representação esquemática da Experiência de Oersted
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.
Sentido das Linhas de Campo
Magnético
O sentido das linhas de campo magnético é determinado
pela regra da mão direita nº1.
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)
Ver demonstração:http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/maodireita/maodireita.htm
Intensidade do Campo
Magnético num fio Condutor
o  i
B 
2   .d
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético (TTesla)
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
Campo Magnético em uma
espira circular
Considerando uma espira circular, temos que
as linhas de campo entram por um lado da
espira e saem pelo outro, conforme a regra da
mão direita nº1.
Visto em perspectiva
anti-horário
Corrente no sentido
horário
Corrente no sentido
Intensidade do campo
magnético numa espira
A intensidade do campo magnético numa espira
também pode ser determinada pela Lei de BiotSavart:
Onde:
o  i
B 
2 R
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
Campo magnético em um
solenóide
• 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.
Linhas de Indução em um
Solenóide
O solenóide se comporta
como um ímã, no qual o
pólo sul é o lado por onde
“entram” as linhas de
indução e o lado norte, o
lado por onde “saem” as
linhas
de
indução.
(novamente podemos usar
a regrada mão direita nº1
nesta determinação)
N
S
Intensidade do vetor B no
interior do solenóide
• A intensidade do campo magnético pode ser determinada pela Lei de
Ampére:
N . o  i
B
L
L
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético
(T)
i
i
i: corrente elétrica ( A)
N: nº de espiras
L: comprimento do solenóide (m)
0: permeabilidade magnética no
vácuo = 4.10-7 T.m/A
Endereços relacionados:
http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/maodireita/maodireita.htm
http://www.fap.if.usp.br/~vannucci/animacoes.html
http://phet.colorado.edu