Magnetismo - Redes de Computadores 2012!!!

Magnetismo
• Em elétrica cada carga cria em torno de si um
campo elétrico, de modo análogo o imã cria
um campo magnético, porém num imã não
existe um mono-pólo assim sempre o imã tem
a carga positiva e a negativa.
• Para representarmos o campo magnético
usaremos o símbolo , para determinar o
sentido de utilizamos uma bússola ( que só a
partir dos estudos do magnetismo pôde ser
utilizada para a navegação, com grande
importância até nos dias de hoje).
Assim do real para o esquema à direita temos que o sentido adotado para o campo magnético é
sempre do pólo norte do imã para o pólo sul.
• Campo magnético por um fio.
• campo magnético (B) é a permeabilidade
magnética do vácuo , multiplicado pela
corrente elétrica que passa pelo fio dividido
pela distância ao fio.
• Chama-se campo magnético de uma massa
magnética à região que envolve essa massa, e,
dentro da qual ela consegue exercer ações
magnéticas.
Equações de Maxwell
Lei de Gauss (eletricidade)
• A lei de Gauss relaciona o fluxo elétrico através de uma superfície
fechada com a carga elétrica no interior da mesma. Assim,
podemos enunciá-la como: "O fluxo elétrico total através de
qualquer superfície fechada é proporcional à soma das cargas no
interior desta superfície".
•
Esta lei mostra uma relação muito importante entre a carga
contida num elemento de volume e o fluxo de campo elétrico
através da superfície que delimita o volume. Com isto podemos
mostrar que as cargas positivas são fontes de campos divergentes e
as negativas de campos convergentes.
•
Esta lei assegura a existência de monopolos elétricos, ou a
existência de cargas elétricas isoladas e tem uma grande
importância no cálculo de campos elétricos em sistemas cuja a
distribuição de carga têm alta simetria. A equação, para a lei de
Gauss, é válida sem restrições, mas em geral não é simples resolvela.
Lei de Gauss (magnetismo)
• A lei de Gauss para o magnetismo é definida de
forma análoga à sua correspondente para a
eletrostática. A diferença básica está no fato de
não existir monopolos magnéticos. Isto implica
que a integral do fluxo magnético, em um
superfície fechada, será sempre igual a zero.
Deve-se notar, a propósito, que existem
pesquisadores buscando a descoberta dos
monopolos magnéticos, pois não há razão
concreta para que eles não existam. Caso isto se
concretize será necessário adicionar um termo no
lado direito da segunda equação.
Lei de Faraday
• A lei de Faraday relaciona um fluxo magnético variável no tempo à
integral de linha de um campo elétrico. Isto mostra que campos
magnéticos variáveis no tempo geram campos elétricoso que
explica no aparecimento das correntes e forças eletromotrizes
induzidas.
•
Deve-se ressaltar também que a integral de linha do campo
elétrico (lado esquerdo da equação de Faraday) não é nula, como
no caso da eletrostática. Na eletrostática a integral de E.dl, num
caminho fechado é sempre igual a zero. Isto deve-se ao fato dos
campos elétricos gerados por cargas elétricas estáticas serem
sempre divergentes ou convergentes. Diferentemente, na lei de
Faraday os campos elétricos são rotacionais.
•
A ausência dos monopolos magnéticos implica que não
haverá um termo, no lado direito da terceira equação, devido a
correntes magnéticas.
Lei de Ampere
•
A lei de Ampère relaciona campos elétricos variáveis
no tempo com campos magnéticos. Nota-se também, nesta
equação, que correntes elétricas induzem campos
magnéticos. Sua forma matemática é semelhante à de
Faraday, exceto por ter um termo adicional devido à
corrente de continuidade.
•
Nas duas últimas equações, leis de Ampère e
Faraday, notamos uma grande correlação entre campos
elétricos e magnéticos a qual aparece, sempre que temos
campos elétricos e ou magnéticos variáveis no tempo.
•
As duas simulações a seguir mostram algumas
aplicações relacionadas com as equações de Maxwell.
A lei de Lenz é a garantia de que a
energia do sistema se conserva. Isto
significa que a direção da corrente
induzida tem que ser tal que se
oponha as mudanças ocorridas no
sistema. Caso contrário, a lei de
conservação de energia seria violada.
Materiais Magnéticos
• Origem do Eletromagnetismo: O momento
magnético de um material é resultante do
movimento feito pelos elétrons que estão nos
átomos deste material.
• Cada elétron tem um campo magnético (
)
intrínseco associado a ser spin.
• Domínios: É a menor unidade de um material que se caracteriza
por possuir uma única orientação magnética, isto é, um vetor
campo magnético próprio.
•
Em um material magnético, os domínios podem estar orientados
ao acaso de modo que seus momentos magnéticos se anulam.
•
Ao aplicarmos um campo magnético externo, os domínios se
alinham na direção deste campo e podem permanecer ou não
alinhados depois de retirarmos o campo.
•
• ·
Material Magnético Duro: é aquele que ao retirarmos o
campo magnético externo, o alinhamento dos domínios
permanece.
• ·
Material Magnético Mole: o alinhamento dos domínios
desaparece ao retirarmos o campo magnético externo.
Classificação dos Materiais Quanto ao
Magnetismo
• 1.
Material Indiferente: não apresenta
nenhuma propriedade magnética,nem mesmo na
presença de um campo magnético externo. Ex.:
madeira, vidro, borracha.
• 2.
Material Diamagnético: os momentos
µ estão alinhados ao acaso.Na presença de um
campo externo B, os momentos µ se alinham no
sentido oposto ao de B, tendendo a afastar as
linhas de força deste. Ex.: ouro,prata, água, zinco.
Efeito da Temperatura
• Aumentando a temperatura, aumentamos a
agitação térmica dos elétrons e dificultamos o
alinhamento dos domínios.
•
• Temperatura de Curie: temperatura acima da
qual o material ferromagnético se torna
paramagnético.
•
BPL - Broadband over Power Lines, ou
PLC - Power Line Communications.
•
Uma nova onda de conexão está vindo aí. Ela é a tão discutida Internet sob rede
elétrica, conhecida mundialmente pelo nome BPL - Broadband over Power Lines,
ou PLC - Power Line Communications. Como resume a própria Wikipedia, “ela
consiste em transmitir dados e voz em banda larga pela rede de energia elétrica.
Como utiliza uma infra-estrutura já disponível, não necessita de obras em uma
edificação para ser implantada”. Basicamente, a internet sob rede elétrica é o
encaminhamento do respectivo sinal no mesmo fio da energia elétrica, cada um
na sua frequência.
Embora tenha ouvido se falar muito desta tecnologia em meados do ano 2000, no
Brasil houve uma grande época que ela não passou dos testes. Em 2001 houve
com a Copel (Companhia Paranaense de Eletricidade) e, logo depois, a Cemig
(Companhia Energética de Minas Gerais) e a Eletropaulo (Eletricidade de São
Paulo) também anunciaram testes em tal ano. Porém, depois disto, além de testes
e mais testes pelas companhias, a próxima notícia que tivemos sobre o PLC no
Brasil foi em 21/12/2006, quando foi publicada a notícia da inauguração de uma
pequena rede em Porto Alegre, Rio Grande do Sul: