d 2

ELETROMAGNETISMO
Campo: É uma região do espaço onde se verifica uma determinada
influência.
http://www.grupoescolar.com/pesquisa/linhas-de-campo-campo-magnetico.html
Figura 3.2 - linhas de campo magnético de um ímã, através da distribuição de limalhas de ferro

A figura 4.6 apresenta o campo magnético no interior de uma bobina percorrida
por uma corrente elétrica i. De forma análoga ao da espira simples, a bobina
possui no seu interior um campo magnético resultante 2, porém agora, maior
que o da espira simples. Este campo está representado pela seta vermelha;
considerando-se a mesma corrente i, o mesmo diâmetro e a mesma bitola do fio
da bobina.
Tem-se então:
2 > 
2
Campo Magnético
ferromagnético
de
Condutor,
Bobina
e
Bobina
com
Núcleo
Considera-se para a figura 4.7; 4.8 e 4.9 uma tensão elétrica V1, uma carga (lâmpada)
L1 e uma bússola.
A figura 4.7 mostra um circuito elétrico com condutor simples, percorrido por uma
corrente i, cujo campo magnético deflete o ponteiro de uma bússola, à distância
d1.
Figura 4.7 – Influência do campo  gerado por uma corrente i, sobre uma bússola
A figura 4.8 mostra um circuito elétrico, contendo uma bobina, percorrido por
uma corrente i de mesmo valor relativo ao da figura 4.7, cujo campo magnético
deflete o ponteiro da bússola, à distância d2, maior que d1.
d2
Figura 4.8 – Influência do campo  de uma bobina, gerado por uma corrente i, sobre uma bússola
Finalmente, a figura 4.8 mostra um circuito elétrico, contendo uma bobina com
núcleo ferromagnético, percorrido por uma corrente i de mesmo valor relativo ao
da figura 4.7 e 4.8, cujo campo magnético deflete o ponteiro da bússola, à
distância d3, maior que d2 e maior que d1.
Figura 4.9 – Influência do campo  de uma bobina com núcleo, gerado por uma corrente i, sobre uma
bússola
Percebe-se com estes 3 casos, que a maior influência do campo magnético
gerado pela corrente elétrica i (igual para os 3 casos) ocorre para o caso da
bobina com o núcleo ferromagnético, figura 4.9. A menor influência ocorre no
circuito com condutor simples, figura 4.7.
O núcleo ferromagnético é feito de um material que concentra as linhas de
campo magnético, aumentando a densidade de fluxo B. O ferro tem esta
característica, assim como alguns materiais como o ferro-silício, o neodímioferro-boro entre outros.
Assim, verifica-se que a maior densidade de campo magnético B ocorre com
a presença de uma bobina com núcleo ferromagnético. Isto se deve a 2 fatores:
1 - o campo magnético resultante de uma bobina é maior que o de um condutor
simples, ambos percorridos por uma corrente de mesmo valor;
2 – o núcleo ferromagnético concentra as linhas de campo magnético,
aumentando a densidade de fluxo B.
Por esta razão os motores elétricos possuem bobinas enroladas em
núcleos ferromagnéticos.
A figura 4.10 mostra o efeito de concentração das linhas de campo magnético
realizado pelo núcleo ferromagnético (ferro doce).
alto B
baixo B
Figura 4.10 – concentração das linhas de campo magnético realizado pelo núcleo ferromagnético em
relação a um material não ferromagnético, neste caso o vidro
INTENSIDADE DE CAMPO MAGNÉTICO - H
Uma bobina percorrida por uma corrente elétrica i possui campo magnético ()
resultante, cuja intensidade é representada por H (A.esp/m). Trata-se de uma
grandeza que depende de 3 variáveis:
 comprimento “l” da bobina;
 número de espiras “N” da bobina;
 corrente elétrica “i” que circula pela bobina.
H é dada pela expressão:
H = Ni/l
l
N
i
Por exemplo, para a corrente “i1” aplicada á bobina, se o alcance da influência
do campo magnético for igual a “d1”, uma bússola colocada a esta distância terá
seu ponteiro defletido de “n” graus (°). Ao ser aumentada a corrente para um
valor “i2”, a bússola terá seu ponteiro defletido de “n°” para uma distância maior
“d2”, de acordo com a figura (4.8) e (4.9).
O produto “Ni” significa Força Magnetomotriz (fmm). Assim, a energia elétrica
fornecida a um circuito elétrico é a Força Eletromotriz (fem) e a energia fornecida
a um circuito magnético é a Força Magnetomotriz (fmm).
DENSIDADE DE FLUXO MAGNÉTICO - B e INTENSIDADE DE CAMPO MAGNÉTICO
-H
B e H relacionam-se na forma da expressão:
B =  H onde  é uma constante que depende do material que está dentro da bobina,
chamada Permeabilidade Magnética.
Entre 2 ímãs, terá maior alcance da influência o que tiver maior B.
EXERCÍCIOS
1) Determine a densidade de fluxo magnético “B” no plano da figura,
sabendo-se que o fluxo produzido pela bobina é de 10 (Wb), sobre uma
área de 78x10-6 (m2).
a) em Wb/m2;
b) em T
i
área atravessada pelas
linhas de campo
magnético (fluxo)
N
2) Qual o valor da intensidade de campo magnético de uma bobina de 8
espiras, percorrida por uma corrente de 2,5 (A), com comprimento de 5
(cm) ?
3) Segundo Oersted, qual a relação entre a corrente elétrica e o campo
magnético?
4) Por que o campo magnético no interior de uma bobina é maior do que o
campo magnético ao redor de um condutor, mantendo-se o mesmo valor
das correntes elétricas em cada caso?
5) Como detectar um campo magnético de forma simples?
6) a) Represente nas três figuras abaixo, como ficaria a distribuição das
linhas de campo magnético nos entreferros, a partir da figura da esquerda.
b) Conclua sobre as 3 situações
2 - MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA – MOTOR CC
2.1 - Princípio de funcionamento de um motor CC.
Quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica, produz um campo
magnético, como foi visto. Porém, se este condutor estiver dentro de um campo
magnético aparecerá sobre o mesmo uma Força Mecânica, chamada de Força
de Lorentz, como mostra a figura 2.1 . A tensão V1 produz a corrente i,sobre o
condutor. Esta corrente, interagindo com o campo magnético (linhas azuis)
produz um binário de forças, mostrado pelas setas pretas em cada lado da
espira (lado A e lado B). Este binário faz com que a espira gire, daí a presença
dos contatos deslizantes, sobre os quais estão encostadas as escovas. Estas
estão conectadas à fonte V1.
força
Lado A
Lado B
escova
N
F
+
V1
_
Contatos
deslizantes

i
-F
Condutor
S
Figura 2.1 Binário de forças em condutor percorrido por uma corrente, imerso em campo magnético (FONTE:
http://home.a-city.de/walter.fendt/phe/electricmotor.htm)
O condutor continua girando até que