AULA 17.1
Eletromagnetismo: Introdução ao eletromagnetismo.
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INTRODUÇÃO AO ELETROMAGNETISMO
A palavra “magnetismo” está relacionada à “Magnésia”, região da
Ásia onde foi encontrada, pela primeira vez, a magnetita, mineral
que tem a propriedade de atrair e de ser atraído por pedaços de
ferro. Pedras de magnetita são exemplos de ímãs naturais.
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INTRODUÇÃO AO ELETROMAGNETISMO
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INTRODUÇÃO AO ELETROMAGNETISMO
É comum representar-se um ímã por meio de uma barra em
forma de paralelepípedo reto separado em duas partes: uma
região avermelhada, que representa o seu polo norte, e outra
azulada, que representa o seu polo sul.
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INTRODUÇÃO AO ELETROMAGNETISMO
Quando seccionado, cada parte do ímã se comporta como um ímã
menor, ou seja, não existe um ímã com apenas um polo
(monopolo magnético).
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Animação
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SIMULAÇÃO DA EXPERIÊNCIA DE OERSTED
Não passa corrente elétrica
No fio: bússola alinhada com
Campo magnético terrestre
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Passa corrente elétrica
No fio: bússola se desvia.
CONCLUSÃO DA EXPERIÊNCIA DE OERSTED
Cargas elétricas em movimento, ou seja, correntes elétricas, criam
campo magnético na região do espaço que as circunda, sendo,
portanto, assim como os ímãs, fontes de campo magnético.
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CONCLUSÃO DA EXPERIÊNCIA DE OERSTED
Verificamos experimentalmente que a intensidade (B) do campo
magnético criado por um fio reto e longo é proporcional à
intensidade de corrente elétrica (i) que o atravessa e é
inversamente proporcional à distância (r) do ponto até o fio:
𝛍∙𝐢
𝐁=
𝟐𝛑 ∙ 𝐫
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CONCLUSÃO DA EXPERIÊNCIA DE OERSTED
Nessa expressão, a constante μ é a permeabilidade magnética do
meio em que está o fio. Para o vácuo, essa constante vale:
μ0 = 4π ∙
−7
10 T∙m/A
A unidade de medida para o campo magnético no Sistema
Internacional de Unidades (SI) é o tesla (T) em homenagem a
Nicola Tesla (1856-1943)
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EXEMPLO
Um fio retilíneo e longo é percorrido por uma corrente elétrica
com intensidade de 4 A. Determine o módulo do vetor campo
magnético em um ponto P situado a 50 cm do fio. Considere que
o meio em que se encontra o fio é o vácuo.
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EXEMPLO
Solução
Dados:
i=4A
r = 50 cm = 0,5 m
-7
μ0 = 4π ∙ 10 T∙m/A
B=
μ∙i
2π∙r
∴
B=
4𝜋∙10−7 .4
2π∙0,5
B = 1,6 . 10-6 T
12
∴
B=
16 ∙10−7
1
AULA 17.1
Eletromagnetismo: Propriedades elétricas e magnéticas da
matéria, em particular as relações estabelecidas entre elas.
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
• Diamagnéticas são aqueles que são repelidos pelos ímãs. Esse
campo se alinha em direção oposta ao do imã, e isso causa a
repulsão.
• o bismuto, ouro, o cobre, a prata, o chumbo, etc
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
• Diamagnéticas são aqueles que são repelidos pelos ímãs. Esse
campo se alinha em direção oposta ao do imã, e isso causa a
repulsão.
• o bismuto, ouro, o cobre, a prata, o chumbo, etc
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
• Paramagnéticas são os materiais que são fracamente atraídos
pelos imãs. Eles possuem elétrons desemparelhados que se
movem na direção do campo magnético, diminuindo a energia.
• Os materiais são o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre,
madeira, couro, óleo, etc.
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
• Paramagnéticas são os materiais que são fracamente atraídos
pelos imãs. Eles possuem elétrons desemparelhados que se
movem na direção do campo magnético, diminuindo a energia.
• Os materiais são o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre,
madeira, couro, óleo, etc.
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
• Ferromagnéticas são fortemente atraídas pelos ímãs.
• Os exemplos são: o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas.
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
• Ferromagnéticas são fortemente atraídas pelos ímãs.
• Os exemplos são: o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas.
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CAMPO MAGNÉTICO
É toda região do espaço em torno de um condutor percorrido pela
corrente ou em torno de um imã.
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TIPOS DE CAMPO MAGNÉTICO
a) Campo magnético por um fio longo e reto
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TIPOS DE CAMPO MAGNÉTICO
A intensidade do vetor campo magnético criado pela corrente
elétrica em um fio logo é:
𝑩=
μ𝟎.𝒊
𝟐𝝅𝒓
Onde
B é o campo magnético em tesla (T)
-7
µ0 = 4π ∙ 10 é a permeabilidade magnética do vácuo
i é a corrente elétrica em Ampére
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TIPOS DE CAMPO MAGNÉTICO
b) Campo magnético criado por uma espira circular
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TIPOS DE CAMPO MAGNÉTICO
A intensidade do vetor indução magnética no centro de uma
espira circular de raio R, é dada por:
µ𝟎.𝒊
𝑩=
𝟐𝑹
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EXEMPLOS
1. Determine o módulo do campo magnético B originado pela
corrente elétrica, no ponto O, nos seguintes casos µ0 = 4π.10-7
I) Espira Circular
II) Condutor Retilíneo
i = 15A
O
i’ = 2A
5m
2m
O
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EXEMPLOS
Solução
No caso I
𝑩=
B =
μ𝟎.𝒊
𝟐𝑹
𝟒π∙𝟏𝟎−𝟕 ∙𝟏𝟓
𝟐.𝟐
B = 1,5 . 10-6 π T
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EXEMPLOS
No caso II
µ𝟎.𝒊
𝑩=
𝟐𝝅𝒓
B=
𝟒π ∙ 𝟏𝟎−𝟕 ∙ 𝟐
𝟐π ∙ 𝟓
B=8.
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-8
10
T
EXEMPLOS
2. Um fio retilíneo e longo é percorrido por uma corrente elétrica
com intensidade de 20A. Determine o módulo do vetor campo
magnético em um ponto P situado a 2,0 m do fio. Considere
μ0=4π∙10-7 T∙m/A e π = 3,14.
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EXEMPLOS
Solução
µ𝟎.𝒊
𝑩=
𝟐𝝅𝒓
𝑩=
− .
𝟕 𝟐𝟎
𝟒𝝅𝟏𝟎
𝟐𝝅.𝟐
= 80𝝅𝟏𝟎
B = 2.10-6 T
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− 𝟕/ 𝟒
𝝅
DEFINIÇÃO
c) Campo magnético por um solenoide
Solenoide é um dispositivo constituído de um fio condutor
enrolado em forma de espiras não- justapostas.
Em um solenoide
É conhecido também como eletroimã
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Campo Magnético
EXEMPLO
1. É dado um solenoide retilíneo de comprimento de 10 cm que
contém 2000 espiras e é percorrido por corrente de intensidade 10A.
-7
4π.10 a
Sendo µ0 =
permeabilidade magnética no
vácuo, determine a intensidade
do vetor indução magnética na
região central do solenoide. Para
um condutor reto no ponto O, o
campo magnético cujo modulo é:
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EXEMPLO
Solução:
𝑩=
𝑩=
𝟒𝝅𝟏𝟎
− 𝟕. 𝟐𝟎𝟎𝟎. 𝟏𝟎
𝟎, 𝟏
B=
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μ𝟎. 𝑵.𝒊
𝑳
-2
8π.10
T
INTERATIVIDADE
a) O aluno poderá questionar o que eletromagnetismo;
b) O que é campo magnético?
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