aula 01 introdução ao eletromag

FÍSICA
PROFESSOR: MARCO ANTONIO
AULA:...
INTRODUÇÃO AO ELETROMAGNETISMO
1. INTRODUÇÃO:
Por volta de 1820, o dinamarquês Hans Chistian Oersted,
professor de Física da Universidade de Copenhague, idealizou
uma experiência que revolucionaria o magnetismo e a
eletricidade.
A direção e o sentido do vetor campo magnético podem ser
indicados por uma regra prática, chamada de Regra da mão
direita envolvente, para aplicar tal regra, imagine você
“segurando” o fio condutor de tal forma que o seu dedo
polegar aponte no sentido da corrente elétrica i, como
mostra a figura abaixo. Os outros dedos darão
automaticamente o sentido do campo magnético ou das
linhas de indução, depois basta rotacionarmos a mão em
torno do fio. Como mostra a figura abaixo:
2. A EXPERIÊNCIA DE OERSTED:
Em
uma
experiência
simples
Oersted descobriu que um fio
percorrido por uma corrente elétrica,
colocado nas proximidades de uma
bússola, era capaz de provocar
deflexão (mudança de orientação) na
agulha magnética, assim, constatou
que a corrente elétrica produzida pelo
fio gerou um campo magnético que composto com o
campo magnético da terra, produziu um campo magnético
resultante, com o qual a agulha passou a se alinhar.
4. CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR UMA ESPIRA
CIRCULAR:
Uma espira circular nada mais é que um condutor reto
encurvado até atingir a forma circular. Observe a imagem:
A intensidade do campo
magnético no centro da
espira é dada por:
Onde R é o raio da
espira.
 Cargas elétricas em movimento, ou seja, correntes
elétricas, criam um campo magnético na região do espaço
que as circunda, sendo, portanto, fontes de campo
magnético.
Sua direção é feita mediante a regra da mão direita.
Devido às linhas de indução entrarem ou saírem do centro da
espira, podemos dizer que os pólos de um imã podem se
assemelhar com o centro da espira. Observe:
 Após a experiência de Oesterd fundiram-se dois ramos da
Física que até então eram separados a eletricidade e o
magnetismo.
3. CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR UM FIO CONDUTOR
LONGO (INFINITO):
Através da descoberta de Oesterd foi possível mostrar que
quando um condutor elétrico é atravessado por uma corrente
elétrica, um campo magnético se origina ao sue redor. As
linhas de indução magnética deste campo são
circunferências concêntricas,ou seja, seu centro é o
mesmo e está situado no próprio fio. Observe a imagem:
Quando a espira é percorrida por uma corrente no sentido
anti-horário (à esquerda) seu centro assemelha-se ao pólo
norte de um imã, já quando a corrente está no sentido
horário (à direita) o centro da espira assemelha-se ao pólo
sul de um imã.
5. CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR UMA SOLENOIDE
(BOBINA):
A intensidade do campo magnético a uma distância R
do fio é dada por:
Onde:
μ = Permeabilidade absoluta
i = Corrente elétrica
R = raio da circunferência
É um fio condutor enrolado em forma de hélice cilíndrica,
parecendo uma mola comum. Observe:
A intensidade do campo
magnético é dada por:
Onde L é o tamanho da
bobina e n o número de
espiras.
O sentido do campo é dado pela regra da mão direita e
como nas espiras a bobina funciona como um imã, pois a
corrente gera um campo magnético e seus lados pareceram
pólos de um imã. Observe:
Na figura da esquerda a parte inferior da bobina se
assemelha a um pólo sul magnético e a parte superior a
um pólo norte magnético, já na figura da esquerda a parte
inferior assemelha-se a um pólo norte magnético e a parte
superior assemelha-se ao pólo sul de um imã.
 O eletroímã nada mais é que uma barra de ferro
envolvida por solenóide está solenóide quando percorrida por
uma corrente gera um campo magnético que imanta o ferro.
Observe:
6. EXERCÍCIOS:
1. (PUC-MG) Uma bússola é colocada no meio de um
solenóide longo, orientando-se o conjunto conforme indica
a figura. Fazendo-se passar corrente no solenóide no
sentido indicado, a agulha da bússola terá sua nova
posição dada por:
3. Uma espira circular é percorrida por uma corrente
elétrica, de intensidade constante. Quais são as
características do vetor campo – magnético no centro da
espira?
a) é constante e perpendicular ao plano da espira.
b) é constante e paralelo ao plano da espira.
c) é nulo
d) é variável e perpendicular ao plano da espira.
e) é variável e paralelo ao plano da espira.
4. (UF-RS) A figura abaixo mostra dois fios condutores, R e
S, retilíneos, paralelos e contidos no plano da página. As
setas indicam os sentidos opostos de duas corrente
elétricas convencionais de mesma intensidade, que
percorrem os fios. Indique se o sentido do campo
magnético resultante, produzido pelas correntes elétricas,
é para dentro ou para fora da página, em cada um dos
pontos 1, 2 e 3, respectivamente:
a) dentro, fora, dentro
b) dentro, dentro, dentro
c) fora, fora, dentro
d) dentro, fora, fora
e) fora, dentro, fora
5. (UF-RS) Um fio condutor retilíneo e muito longo é
percorrido por uma corrente elétrica constante que cria um
campo magnético em torno do fio. Esse campo magnético:
a) tem o mesmo sentido da corrente elétrica
b) é uniforme
c) diminui à medida que a distância em relação ao
condutor aumenta
d) é paralelo ao fio
e) aponta para o fio
6. (Santa Casa) Dois fios dispostos como indica a figura
determinam as quatro regiões do
plano. As correntes elétricas I' e
I'', pelos condutores, podem
produzir campos de intensidade
nula:
a) somente em (I).
b) somente em (II).
c) somente em (III).
d) em (II) e (IV).
e) em (I) e (III).
7. (UC-MG) O condutor reto da figura
transporta a corrente i. O campo
magnético no ponto P, próximo ao fio, é
representado pelo vetor:
8. (UFSCAR) A figura representa um solenóide, sem
núcleo, fixo a uma mesa horizontal. Em frente a esse
solenóide está colocado um imã preso a um carrinho que
se pode mover facilmente, sobre o imã é correto afirmar
que em relação a solenóide:
2. Uma espira circular de raio 2π cm situa-se no plano do
papel e é percorrida por um corrente elétrica no sentido horário de 5,0 A, no sentido indicado. Caracterize o vetor
indução magnética no S.I tendo o papel como referencia.
-7
(dado: μ0 = 4π.10 T.m/A):
a) saindo e vale 5.10-5/π
b) saindo e vale 5.10-4/π
-5
2
c) entrando e vale 5.10 /π
c) entrando e vale 5.10 π
e) n.d.a
a) irá se afastar
b) irá se aproxima
c) ficará imóvel
d) se deslocará lateralmente entrando no plano da figura.
e) se deslocará lateralmente saindo do plano da figura.
GABARITO!
1.A 2.C 3.A
4.E 5.C
6.D
7.E 8.B