Aula 13

FÍSICA
3° ANO
ENSINO MÉDIO
PROF. JEAN CAVALCANTE
PROF. NELSON BEZERRA
CONTEÚDOS E HABILIDADES
Unidade III
Energia: conservação e transformação
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Aula 13.1
Conteúdo
•• Campo magnético gerado por uma corrente elétrica ao
percorrer um fio retilíneo e longo.
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Habilidades
•• Compreender as características do campo magnético
gerado por um fio ao ser percorrido por uma corrente
elétrica, além de calcular seu módulo em pontos próximos
ao fio.
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REVISÃO
Vimos em nossa aula anterior o comportamento do
campo magnético nas proximidades de ímãs. Estudamos
os conceitos básicos dos campos magnéticos gerados
por estes ímãs, suas características. Vimos, através da
experiência de Oersted, que um fio percorrido por uma
corrente elétrica é capaz de gerar um campo magnético
em suas proximidades. Nesta aula iremos nos aprofundar
no estudo do gerado por um condutor percorrido por uma
corrente elétrica.
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DESAFIO DO DIA
A experiência de Oersted provou que um condutor
percorrido por uma corrente elétrica cria ao seu redor um
campo magnético. Esse campo magnético é uma grandeza
escalar ou vetorial? Por quê?
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AULA
A percepção de que o movimento de
cargas elétricas é capaz de produzir
campos magnéticos se deve ao físico
dinamarquês Hans Christian Oersted
(1777 - 1851).
7
AULA
Um fio retilíneo percorrido por uma corrente elétrica gera
um campo magnético ao seu redor. As linhas de campo
magnético produzidas pelo fio retilíneo são circunferências
concêntricas perpendiculares ao fio.
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AULA
O sentido desse campo
magnético pode ser
determinado por uma regra
prática: a regra da mão direita.
Ela funciona da seguinte forma:
posicione o polegar de sua mão
direita no mesmo sentido da
corrente elétrica e gire a mão
tendo o polegar como eixo, os
outros dedos indicam o sentido
do vetor campo magnético.
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AULA
Caracterizando o módulo, direção e sentido do vetor campo
magnético em um fio retilíneo e longo tem-se:
•• Módulo:
μ.i
B=
2.πr
10
AULA
μ.i
B=
2.πr
Onde:
B é o módulo do vetor campo magnético;
μ é a constante de permeabilidade magnética do meio;
i é a intensidade da corrente elétrica, dada em ampères (A)
no SI;
r é a distância entre o fio e o ponto em que se quer
determinar B, dada em metros (m) no SI.
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AULA
A unidade de medida do
campo magnético no Sistema
Internacional de unidades SI, é
o Tesla (T), em homenagem ao
notório físico austríaco Nikola
Tesla (1856 – 1943).
12
AULA
O valor da constante de permeabilidade magnética depende
do meio onde o fio está inserido, seu valor para o vácuo é:
μ = 4 . π .10 Tm /A
-7
•• Direção: tangente à circunferência concêntrica e
perpendicular ao fio.
•• Sentido: dado pela regra da mão direita.
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AULA
Exemplos:
1. Vamos supor que uma corrente elétrica de intensidade
igual a 10 A esteja percorrendo um fio condutor retilíneo.
Calcule a intensidade do vetor indução magnética em um
-7
ponto localizado a 5,0 cm do fio. Adote μ= 4π.10 T.m/A.
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AULA
Solução:
μi
B=
2.πr
4π.10 .10
B=
-2
2π.5,0.10
-7
B = 4,0 . 10 T
-5
15
AULA
2. Marque a alternativa que melhor representa o vetor
indução magnética B no ponto P, gerado pela corrente
elétrica que percorre o condutor retilíneo da figura abaixo.
P
i
a)
B
b)
B
c)
B
d)
B
e)
B
16
AULA
Solução:
Pela regra da mão direita: letra A
17
AULA
3. Para a figura abaixo, determine o valor do vetor indução
magnética B situado no ponto P e marque a alternativa
-7
correta. Adote μ = 4π.10 T.m/A, para a permeabilidade
magnética.
i = 20 A
5 cm
P
18
AULA
a) B = 4 . 10 T
-5
b) B = 8 . 10 T
-5
c) B = 4 . 10 T
-7
d) B = 5 . 10 T
-5
e) B = 8 . 10 T
-7
19
AULA
Solução:
μi
B=
2.πr
4π.10 .20
B=
-2
2π.5,0.10
-7
B = 8,0 . 10 T
-5
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
Considere que uma corrente elétrica de intensidade igual a
30 A esteja percorrendo um fio condutor retilíneo. Calcule
a intensidade do vetor indução magnética em um ponto
-7
localizado a 10,0 cm do fio. Adote μ= 4π.10 T.m/A.
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INTERATIVIDADE
Solução:
μi
B=
2.πr
4π.10 .30
B=
-1
2π.1,0.10
-7
B = 6,0 . 10 T
-5
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