ELETROMAGNETISMO Física Eletromagnetismo Imãs -corpos que tem o poder de atrair ferro e que interagem entre sí. Tomás Wilson Propriedades dos imãs Pólos magnéticos de mesmo nome se repelem, e de nomes opostos se atraem. 2.Inseparabilidade dos pólos do imã É impossível separar os pólos de um imã. Física Eletromagnetismo 1.Atração e repulsão dos pólos Tomás Wilson Campo magnético No S.I. = Vetor campo magnético Física Eletromagnetismo B T (Tesla) Tomás Wilson Campo magnético uniforme (C.M.U.) Física Eletromagnetismo B constante Tomás Wilson Experiência de Oersted Física Eletromagnetismo Tomás Wilson FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO 1.Condutor Retilíneo Física Eletromagnetismo 0 .i B 2.d Onde: 0 = permeabilidade magnética 0 = 4.10-7 T.m/A Tomás Wilson 2.Espira circular Física Eletromagnetismo B O .i 2.R Onde: R = Raio da espira Tomás Wilson 3.Bobina chata onde: N= Nº de espiras N. 0 .i B l Física Eletromagnetismo N. 0 .i B 2R 4.Solenóide Onde: l = comprimento do solenóide Tomás Wilson 1. Força Magnética (Força de Lorentz) sobre Carga Lançada em um Campo Magnético Fmag q .v.B.sen Física Eletromagnetismo Quando uma carga puntiforme positiva q penetra com velocidade numa região do espaço onde existe um campo magnético caracterizado pelo vetor indução magnética ,fica sujeita à ação de uma força que atua lateralmente na carga, chamada força magnética ou força magnética de Lorentz, como mostra a figura. Tomás Wilson 2. Carga Elétrica Lançada em Campo Magnético Uniforme Física Eletromagnetismo a) Lançada paralelamente às linhas de indução magnética do campo( = 0° ou = 180°) Sendo: Fmag= |q| · v · B · sen e = 0° ou = 180°, em ambos os casos sen = 0,logo Fmag=0 Tomás Wilson b) Lançada perpendicularmente às linhas de indução magnética do campo, ou seja, o vetor velocidade é perpendicular ao vetor . A força magnética tem intensidade: pois = 90°. Fmag Fcp Sendo a força magnética perpendicular à velocidade durante todo o movimento, sua atuação tem característica de ação centrípeta, ou seja, varia somente a direção da velocidade, obrigando a carga a descrever um movimento circular uniforme de raio R. m.v 2 q.v.B R mv R qB Física Eletromagnetismo Fmag q .v.B Tomás Wilson v 2 R 2 mv v . T T qB T 2 m qB Força Magnética num condutor retilíneo Fmag q.v.B.sen l Fmag q. .B.sen t Física Eletromagnetismo Sendo o MCU um movimento periódico, podemos calcular seu período T (tempo gasto para dar uma volta), admitindo que a carga fique aprisionada nesse campo. Como a velocidade pode ser calculada por: Fmag B.i.l.sen Tomás Wilson a) 1,7 b) 2,3 c) 2,9 d) 3,6 e) 4,8 Física Eletromagnetismo (UEFS 2010.1) A figura representa um fio longo e retilíneo que se encontra no vácuo e transporta uma corrente de intensidade 2,0A. Uma partícula carregada com carga q = 8,0µC é lançada com velocidade v = 3,0.105m/s, paralelamente ao fio e a uma distância d = 20,0cm. Sabendo-se que a permeabilidade magnética no vácuo é µo = 4 .10-7T.m/A, é correto afirmar que a intensidade da força magnética sobre a partícula, nesse instante, em µN, é igual a Tomás Wilson FLUXO MAGNÉTICO N reta normal à área da espira A área delimitada pela espira ângulo entre a normal(N) e o campo magnético( B ). fluxomagnético Física Eletromagnetismo O fluxo magnético, através de uma espira, é uma grandeza relacionada com o número de linhas do campo de indução magnética que atravessam a área dessa espira. B. A.cos Unidade no S.I. Wb(Weber) Tomás Wilson INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA E CORRENTE INDUZIDA Física Eletromagnetismo Considere um condutor reto, de comprimento L, movendo-se com velocidade v em um campo B uniforme, originado, por exemplo, por um ímã . Tomás Wilson Elétrons livres deslocam-se para a extremidade inferior do condutor da figura, ficando a outra extremidade eletrizada com cargas positivas. As cargas dos extremos originam o campo elétrico E e os elétrons ficam sujeitos, também, a uma força elétrica Fe, de sentido contrário ao da magnética. Física Eletromagnetismo Como os elétrons acompanham o movimento do condutor, eles ficam sujeitos à força magnética Fm. Tomás Wilson Física Eletromagnetismo Façamos esse condutor deslizar sobre outro, fixo, dobrado em forma de U, onde se adapta um amperímetro A , para indicar o sentido da corrente. Desse modo tem-se um circuito fechado, e a ddp entre os terminais do condutor móvel determinará a passagem de uma corrente denominada corrente induzida. Esse fenômeno é semelhante àquele que ocorre no interior de um gerador elétrico. Tomás Wilson Fm Fe v.B q.v.B.sen90 q.E v .B E U v .B d l l .B.v Física Eletromagnetismo A ddp estabelecida corresponde a uma força eletromotriz que, nesse caso, é chamada tem induzida (), relacionada com a intensidade do vetor indução magnética B. No S.I. a fem() é medida em volt(V) Tomás Wilson A energia elétrica é gerada pelo trabalho realizado por um agente externo. Física Eletromagnetismo Para manter a corrente induzida, devemos manter a velocidade v. A passagem da corrente i pelo condutor móvel no campo magnético B determina neste a força magnética Fm. Para manter a velocidade constante (aceleração nula, força resultante nula), devemos aplicar, no condutor, uma força externa FE que equilibrará a força magnética F,. Portanto: Tomás Wilson Lei de Faraday t B. A B.S.l t t t l.B.v Física Eletromagnetismo Sempre que ocorrer uma variação de fluxo magnético através de um circuito, aparecerá, nesse circuito, uma fem induzida. Tomás Wilson Física Eletromagnetismo (UEFS 2011.1) A área delimitada por uma espira quadrada com 10,0cm de lado encontra-se perpendicular às linhas de indução de um campo magnético uniforme. Sabendo-se que o módulo do vetor indução magnética era de 8,0.10-3T e que, depois de 0,2s, o campo caiu a zero, a força eletromotriz média induzida na espira, nesse intervalo de tempo medida em milivolts, foi de a) 0,8 b) 0,7 c) 0,6 d) 0,5 e) 0,4 Tomás Wilson (UESB 2011.1) Com base nos conhecimentos sobre Eletromagnetismo, é correto afirmar: qB 04) A força magnética entre dois condutores retilíneos e paralelos é sempre de atração,independendo do sentido da corrente que os percorre. 05) Uma espira circular de raio R, quando percorrida por uma corrente de intensidade i em um meio de susceptibilidade magnética , gera um campo magnético no seu centro de intensidade dada por i B Física Eletromagnetismo 01)O campo magnético pode ser gerado por cargas puntiformes estáticas. 02) A lei de Faraday trata do sentido da corrente induzida e é decorrência do princípio da Conservação da Massa. 03) Uma partícula de massa carregada com uma carga positiva q e lançada perpendicularmente num campo magnético de intensidade B, realiza um movimento circular de raio R . mv 2 R Tomás Wilson
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