(a) 3. Definição de campo magnético e força magnética

MAGNETISMO
As primeiras observações sobre fenómenos magnéticos foram realizadas na Antiguidade Grega,
numa região denominada Magnésia, na Ásia Menor.
Encontraram pedra natural chamada magnetita ( Fe 3 O 4) que
tinha a propriedade de atrair pequenos pedaços de ferro 
Em 1269, Pierre Maricourt mapeou as
direcções apontadas por uma agulha
quando colocada na superfície de um
imane esférico natural (pedra-imane).
As direcções formavam linhas que
circundavam a esfera e passavam por
dois pontos diametralmente opostas, que
ele denominou pólos do imane.
Foi com essas pedras – ímanes que se construíram as primeiras bússolas rudimentares.
Em 1600 Willian Gilbert, sugeriu que a Terra é um imenso imã e que por isso a agulha de uma
bússola aponta para o Norte.
Em 1750, John Michell descobriu as forças de atracão e repulsão entre os pólos magnéticos.
Sugeriu que tais forças variam com o inverso do quadrado da respectiva separação
ATÉ HOJE NÃO SE CONSEGUIU SEPARAR OS PÓLOS MAGNÉTICOS
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Apenas na primeira parte do século XIX os cientistas estabeleceram que a electricidade
e o magnetismo estão relacionados:
Em 1820, Hans Oersted descobriu que uma agulha de bússola, que é magnética, é
desviada quando colocada perto de uma corrente eléctrica
Em 1831, Michael Faraday na Inglaterra e, quase simultaneamente, Joseph Henry
nos Estados Unidos, mostraram que:
quando se move um fio condutor
perto de um ímã
ou
quando um ímã é movido perto
de um fio condutor
UMA CORRENTE ELÉCTRICA É OBSERVADA NO FIO
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APLICAÇÕES DO MAGNETISMO
A lista de aplicações tecnológicas do magnetismo é muito longa
• Grandes electroímanes são utilizados para levantar cargas pesadas em ferros velhos.
• Imanes são utilizados em dispositivos como medidores, motores e altifalantes.
• Fitas magnéticas são rotineiramente usadas em equipamentos de gravação de
áudio e vídeo, assim como no armazenamento de dados de computador.
• Os campos magnéticos intensos gerados por ímãs supercondutores estão sendo
utilizados actualmente como um meio de conter plasmas a temperaturas da
ordem de 108 K usados em pesquisas de fusão nuclear controlada.
• Nano materiais magnéticos com novas propriedades magnéticas para
aplicações na electrónica
• Pesquisadores (físicos e médicos) do Hospital Infantil de Boston, nos Estados
Unidos, desenvolveram uma nova “nanobiotecnologia” que permite que reacções
a nível celular sejam controladas por meio de campos magnéticos aplicados
externamente e não pela aplicação de medicamentos, como é feito hoje.
• Ressonância magnética
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PROPRIEDADES DOS ÍMANES
 Os ímanes, independentemente da sua forma, têm
sempre dois pólos: o pólo norte (N) e o pólo sul (S).
OS PÓLOS MAGNÉTICOS SEMPRE OCORREM AOS PARES
Quando um ímã é dividido ao meio  resulta em dois novos ímãs, cada um com um
pólo norte e um pólo sul porque não é possível separar o pólo norte do pólo sul
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Quando um ímã é dividido ao meio  resulta em dois novos ímãs, cada um com um
pólo norte e um pólo sul porque não é possível separar o pólo norte do pólo sul
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PÓLOS MAGNÉTICOS DIFERENTES ATRAEM-SE.
PÓLOS MAGNÉTICOS IGUAIS REPELEM-SE
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TERRA
O pólo norte de uma agulha imantada de uma bússola aponta na direcção do pólo
sul de um ímã, o que é denominado pólo norte da Terra, é na realidade, um pólo sul
magnético.
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SUMÁRIO DO ESTUDO SOBRE O MAGNETISMO
1. Introdução:
Anteriormente falamos sobre a história do
magnetismo e dos propriedades dos imanes
2. Linhas do Campo magnético no imane
3. Definição de campo magnético e força magnética
4. Força magnética sobre: i) uma partícula carregada com velocidade
num campo magnético, ii) um condutor com corrente eléctrica num
campo magnético.
5. Fontes do campo magnético: campo magnético criado por uma
corrente num condutor (lei de Biot-Savart, lei Ampère), magnetismo na
matéria.
6. Campo eléctrico devido à um
campo magnético variável (lei de
Faraday).
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2. Linhas do Campo magnético no imane
O campo magnético é um campo vectorial, similar ao campo eléctrico
O campo magnético B é tangente, em cada ponto, às linhas de campo magnético
Uma pequena bússola pode ser utilizada para traçar as
linhas do campo magnético de uma barra imanada.
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PADRÕES DE CAMPO MAGNÉTICO AO REDOR DE UMA BARRA IMANADA EVIDENCIADOS POR
LIMALHAS DE FERRO
Íman de barra
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3. Definição de campo magnético e força magnética
FORÇA MAGNÉTICA
A existência
 de campo magnético em algum ponto do espaço pode ser determinada medindo-se
a força FB que actua sobre uma partícula de teste apropriada colocada nesse ponto.
A partícula de teste será uma partícula electricamente carregada, (como um protão) e terá uma
velocidade.
Verificou-se que
- A força magnética é proporcional à carga q da partícula, bem como à velocidade da partícula.
- O módulo e a direcção da força magnética sobre a partícula
dependem da direcção relativa entre o vector velocidade da partícula
e o vector campo magnético

FB
- Quando uma partícula carregada se desloca paralelamente ao vector
campo magnético, a força magnética sobre a carga é nula.
- Quando o vector velocidade faz um ângulo  com o campo
magnético,
a força magnética age numa direcção perpendicular

a v e a B isto é, a força magnética é perpendicular ao plano

formado por v e B .  Figura (a)
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- A força magnética sobre uma carga negativa tem direcção oposta à força sobre uma carga
positiva que se desloca na mesma direcção.  Figura (b)
- Se o vector velocidade fizer um ângulo  com o campo magnético, o valor da força
magnética será proporcional a sin .
Esses resultados mostram que a força magnética sobre uma
partícula é mais complicada do que a força eléctrica:


Fe  qE
Podemos resumir de uma maneira compacta escrevendo a
força magnética na forma

 
FB  qv  B
Módulo da força magnética
FB  q vBsin 
Módulo do campo magnético
FB
B
q v sin 

Unidade do campo magnético B no SI é o tesla: 1 T = 1 N s/C m
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REGRA DA MÃO DIREITA PARA DETERMINAR A DIRECÇÃO DA FORÇA MAGNÉTICA

 
FB  qv  B
FB  q vBsin 90  q vB

FB  q vBsin 0  0
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4. Força magnética sobre: i) uma partícula carregada com velocidade num
campo magnético, ii) um condutor com corrente eléctrica num campo
magnético.
i) MOVIMENTO DE UMA PARTÍCULA CARREGADA
NUM CAMPO MAGNÉTICO:
(a) A força eléctrica que actua sobre
uma carga positiva é paralela ao campo
eléctrico (E) e faz com que a trajectória
dessa carga seja uma curva no plano
horizontal.
Força eléctrica
(b) A força magnética é perpendicular tanto
ao vector velocidade (v) como ao campo
magnético (B), fazendo com que a trajectória
da partícula seja uma curva no plano
vertical.
Força magnética
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MOVIMENTO DE UMA PARTÍCULA CARREGADA NUM CAMPO MAGNÉTICO
 entrando na página
 saindo da página
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Duas cargas de mesma massa mas de diferentes cargas positivas
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