força mag em um fio AULA 2

FÍSICA
3. AÇÃO DA FORÇA MAGNETICA EM CONDUTORES:
PROFESSOR: MARCO ANTONIO
AULA:...
FORÇA MAGNÉTICA
ELÉTRICAS.
SOBRE
CORRENTES
1º Caso: Quando a corrente i forma 0o ou 180o com o campo
magnético.
1. INTRODUÇÃO:
Neste tópico iremos entender o funcionamento de motores
elétricos e alto falantes.
2. FORÇA MAGNÉTICA EM UM FIO CONDUTOR:
Em aulas anteriores, estudamos a força magnética em
cargas elétricas em movimento em um campo magnético, assim
através da regra da mão direita espalmada conseguimos
verificar o sentido da força magnética.
Nos fios condutores não será diferente, pois se lembre que
corrente elétrica nada mais é que o movimento de elétrons
livres, então se um fio metálico é percorrido por corrente
elétrica e está imerso em um campo magnético, uma força
magnética atua em cada um de seus elétrons, mas não
esqueça que para efeitos de cálculo o sentido convencional
da corrente elétrica é o movimento de cargas positivas,
assim na regra da mão direita espalmada substituiremos o
vetor velocidade e colocaremos em seu lugar a corrente
elétrica i observe:
Observe que nestes casos não existe força magnética,
pois se lembre que sen0o e sen180o, valem zero.
2º Caso: Quando a corrente i forma 90
magnético.
o
com o campo
Observe que nesse caso, através da regra da mão direita
podemos descobrir que a força magnética esta entrando
perpendicularmente ao plano da página, além disso,
o
devemos lembrar que o sen90 vale um, logo a força
magnética é máxima.
4. FORÇA MAGNÉTICA ENTRE DOIS CONDUTORES:
Considere dois fios retilíneos, dispostos paralelamente um
ao lado do outro. Se houver corrente elétrica em ambos,
surgirá uma força magnética em cada um deles, pois um se
submeterá ao campo magnético criado pelo outro, estas
forças podem ser de atração ou repulsão. Observe:
Regra da mão direita
Regra da mão esquerda
2.1 MÓDULO DA FORÇA MAGNÉTICA EM UM FIO
CONDUTOR:
Para calcularmos a força magnética em um trecho do fio,
devemos raciocina da seguinte maneira. Observe a figura
abaixo:
Imagine que a carga Q seja a carga total da corrente
elétrica e que este sistema esteja imerso em um campo
magnético , nesse trecho, então, a intensidade da força
magnética será dado por:
O condutor 1 cria um
campo B1 no condutor 2,
através da regra da mão
direita, fazendo nele surgi uma
força Fm com sentido achado
pela regra da mão direita
espalmada. O condutor 2 cria
um campo B2 no condutor 1,
através da regra da mão
direita, fazendo nele surgi uma
força -Fm com sentido achado
pela regra da mão direita
espalmada, assim os dois
condutores irão se atrair.
 Assim, concluímos que quando dois condutores estão com
Substituindo
conclusão de que:
e lembrando que
, chegamos à
 Assim, concluímos que o módulo da força magnética é
dado pela equação acima, sua direção é perpendicular ao
campo magnético e seu sentido é dado pela regra da mão
direita espalmada.
correntes no mesmo sentido ocorre atração entre eles e
quando estão em sentidos opostos ocorrerá repulsão entre
eles. Observe:
5. EXERCÍCIOS:
1. (AFA 2000) Sabe-se que um condutor percorrido por uma
corrente elétrica pode sofrer o efeito de uma força
magnética devido ao campo magnético uniforme em que o
condutor estiver inserido. Nessas condições, pode-se
afirmar que a força magnética:
a) atuará sempre de modo a atrair o condutor para a fonte
do campo magnético.
b) atuará sempre de modo a afastar o condutor da fonte do
campo magnético.
c) será máxima quando o ângulo entre a direção do
condutor e o vetor for 90o.
d) Será sempre paralela a direção do condutor e o seu
sentido será o da movimentação das cargas negativas.
e) n.d.a
2. (UFMG) Dois fios paralelos, percorridos por correntes
elétricas de intensidade diferentes, estão se repelindo.
Com relação às correntes nos fios e às forças magnéticas
com que um fio repele o outro, é correto afirmar:
a) As correntes têm o mesmo sentido e as forças têm
módulos iguais.
b) As correntes têm sentidos contrários e as forças têm
módulos iguais.
c) As correntes têm o mesmo sentido e as forças têm
módulos diferentes.
d) As correntes têm sentidos contrários e as forças têm
módulos diferentes.
e) n.d.a
3. Na figura a seguir, dois condutores paralelos, AB e CD,
são interligados através de uma haste também condutora,
que pode girar no plano da figura em torno do ponto D e
que contata AB no ponto B. Na região em que se situa a
haste, existe um
campo magnético
perpendicular
ao
plano
dos
condutores
e
apontando para o
leitor.
Se
uma
corrente elétrica i
percorrer
os
condutores
no
sentido indicado, a tendência da haste será:
a) Manter-se na posição inicial
b) Girar no sentido horário.
c) Girar no sentido anti-horário
d) Subir.
e) Descer.
4. Numa espira circular de raio r, situada no plano do papel,
flui um corrente elétrica de intensidade i. Essa espira está
imersa num campo magnético de indução B, perpendicular
ao plano do papel e dirigido para o leitor.
As forças que atuam na espira tendem a produzir nela:
a) Um encolhimento.
b) Um alargamento.
c) Uma rotação no sentido horário em torno do eixo xx’.
d) Uma rotação no sentido anti-horário em torno do eixo
xx’
e) Uma rotação em torno de um eixo perpendicular ao
papel.
5. (FCC-SP) Uma espira condutora quadrada e um fio
retilíneo muito longo estão colocados próximos um do
outro, sobre um mesmo plano horizontal, conforme indica
a figura a seguir, numa
vista de cima. A espira
conduz a corrente elétrica i,
e o fio, a corrente elétrica I.
A força resultante exercida
pelo fio sobre a espira
aponta:
a) para a região 1
b) para a região 2
c) para a região 3
d) para a região 4
e) verticalmente para cima.
6. Um condutor muito longo está sujeito a um campo
magnético de intensidade de 2T. Sabendo-se que a
corrente elétrica que passa por este condutor vale 2A e seu
comprimento é 10m. Calcule a força magnética que atua
neste fio sendo o ângulo entre a corrente elétrica e o
campo magnético 30o
a) 10N
b) 20N
c) 30N
d) 40N
e) 50N
7. (Unicamp-SP - adaptada) Um fio condutor rígido de 200 g
e 20 cm de comprimento é ligado ao restante do circuito
através de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a
figura abaixo. O plano da figura é vertical. Inicialmente a
chave está aberta. O fio condutor é preso a um
dinamômetro e se encontra em uma região com campo
magnético de 1,0 T,
entrando
perpendicular
no
plano
da
figura,
sendo g = 10m/s2.
Determine
a
intensidade
da
corrente elétrica no
circuito
após
o
fechamento da chave,
sabendo-se que o
dinamômetro passa a
indicar leitura zero.
a) 14A
b) 13A
c) 12A
d) 11A
e) 10A
8. (USF-SP) A força magnética F que mantém a haste
metálica H, de peso P e comprimento L, em equilíbrio na
posição indicada pela figura ao lado, manifesta-se pela
presença do campo magnético de módulo B, produzindo
pelo imã, e da corrente elétrica que percorre a haste e que
é mantida pelo gerador G. Sendo θ o ângulo que o fio
flexível forma com a horizontal, a intensidade da corrente
no circuito é igual a:
-1
a) B.L.P.(tg θ)
d) P. (B.L. tg θ)-1
-1
-1
b) B.(P.L.tg θ)
e) L. (B.P. tg θ)-1
GABARITO!
1.C 2.D 3.B
4.B
c) B.L(P. tg θ)
5.B
6.B
7.E
8.D