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ELETROMAGNÉTISMO BÁSICO

1.     CAMPO MAGNÉTICO: Conceitos básicos

Imã: é um corpo com caracteristicas especiais constituídos de materiais como o ferro, níquel, cobalto entre outros e que são chamados de ferromagnéticos. Os imãs podem ser naurais ou artifíciais. Exemplo de imãs artificiais: ferrite(ceramico), samário-cobalto, neodímio-boro e anos outros.

Os imãs independente de seu tamanho tem sempre dois pólos, o sul e o norte. Com isso podemos comparar tais pólos com os pólos geográficos,ou seja, quando uma bússola esta apontando para o pólo norte geográfico isso implica dizer que a bússola também está apontando na direção do pólo sul magnético, isso acontece da mesma forma com o pólo sul geográfico e o pólo norte magnético.

O imã é constituido de vários outros imãs minúsculos, ou seja, não importa o tamanho do imã que voçê tenha, ele vai continuar possuindo um pólo sul e um pólo norte. Esse fenômeno é o enunciado do Princípio da Inseparabilidade dos pólos magnéticos, até agora não foi possível fazer a separação dos pólos magnéticos.


CAMPO MAGNÉTICO
(B): O campo magnético pode ser gerado por imãs e por eletroimãs que são condutores percorrido por corrente elétrica.

Como podemosobservar da figura, o campo magnético sempre flui do pólo norte para o pólo sul.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INTERAÇÃO ENTRE OS PÓLOS DE DOIS IMÃS

Quando dois imãs, ou seja, os pólos de dois imãs são colocados em contato temos interações semelhantes as interações entre cargas elétricas, ou seja, cargas de sinais iguais se repelem, cargas de sinais diferentes se atraem. No caso dos imãs quando pólos iguais estão em contato é produzido um campo magnético repulsivo, com pólos diferentes em contato é produzido um campo magnético atrativo.Ex:


ELETROIMÃS: Os eletroimãs tem um campo de estudo bastante amplo, pois nestes estão análises de campos magnéticos produzidos por correntes elétricas em espiras, solenoides, fio retilineo. A intensidade do B nesses é modelado, determinado pela Leide de BIOT-SAVART que diz:

onde μ é a permiabilidade magnética do meio em que o condutor está mergulhado, I é a intensidade da corrente elétrica e R é a distancia do centro do condutor até o ponto onde o campo magnético deseja ser determinado. Desta forma, para cada eletroimã existe um lei de BIOT-SAVART diferente.

Outro conhecimento importante no estudo do campo magnético em eletroimãs é determinar a direção e sentido do campo magnético. Para isso é utilizado a regra da mão direita, ou seja, devemos apontar o dedo polegar na direção do condutor, para onde a corrente elétrica estiver fluindo, em seguida fechamos a nossa mão. A direção e também o sentido em que os dedos se fecharem apontam também a direção e o sentido do campo magnético. Na figura a seguir temos representado uma barra condutora de eletricidade azul, onde a corrente i vai da esquerda para a direita. Apontando o dedo polegar direito no sentindo em que flui a corrente, podemos fechar a nossa mão obtendo assim a direção e o sentido do campo magnético. Então o campo magnético pode ser ENTRANDO ou SAINDO, nesse exemplo o campo magnético esta Entrando em um lado e saindo no outro.



Fio retilíneo longo: A intensidade do B é determinado pela Lei de Biot-Savart que,nesse caso, é a lei de Amperé, ou seja;
, a unidade de medida de todo B é o tesla(T).



Espira: É um condutor circular onde flui uma corrente elétrica. Então a lei de Biot-Savart fica;


Solenóide: É um condutor composto de várias espiras. Contudo a lei de Biot-Savart fica:

2. FORÇA MAGNÉTICA
Da interação da corrente elétrica com o campo magnético nasce forças que são chamadas de Forças Magnéticas. Tais forças dependem da velocidade (v) em que esta particula é inserida no campo magnético, da carga (q) e da intensidade do campo magnético (B), ou seja:

Fm = |q|.v.B.senθ , θ é o angulo entre v e B.

Para determinar a direção e sentido dessa força magnética é utilizado a regra da mão esquerda, ou seja;

3) INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

É caracterizada pelo surgimento de corrente elétrica devido a variação do fluxo magnético de campos magnéticos. Esse é um conceito generalizado do fenomeno que exige um estudo bem mais aprofundado do que é exposto aqui, onde trataremos apenas de aspectos básicos desse fenomeno.

Fluxo Magnético:

Suponha uma superfície plana de área A que é colocada na presença de um campo magnético uniforme e de indução magnética B. Seja n normal à superfície e α o ângulo que n faz com a direção da indução magnética, veja:

Dessa forma, podemos definir fluxo magnético pela letra Φ(fi), como sendo o produto entre a indução magnética, a área da superfície plana e o cosseno do ângulo formado, ou seja:

Φ = BA cos θ

Lembrando que a indução magnética trata-se de grandeza vetorial, sendo assim, ela possui módulo, direção e sentido. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de fluxo magnético é o weber, em homenagem ao físico alemão que viveu no século XIX e, juntamente com Gauss, estudou o magnetismo terrestre. A unidade da indução magnética (B) é o tesla (T).

O fluxo magnético pode ser entendido como sendo o número de linhas de indução que atravessam a superfície, assim sendo, podemos concluir que quanto maior o número de linhas que atravessam a superfície maior será o valor do fluxo magnético.

Lei de Faraday

Faraday realizou inúmeras experiências e em todas elas ele percebeu um fato bem comum que ocorria sempre que aparecia uma força eletromotriz induzida. Ao analisar todos os seus trabalhos, ele verificou que quando a força eletromotriz aparecia no circuito ocorria a variação do fluxo magnético nesse mesmo circuito. Faraday observou que a intensidade da f.e.m é cada vez maior quanto mais rápido ocorrer a variação do fluxo magnético. De forma mais precisa, ele verificou que durante um intervalo de tempo Δt o fluxo magnético varia ΔΦ, e dessa forma ele concluiu que a f.e.m é dada pela razão entre variação do fluxo magnético e a variação do tempo, veja:

ε = ΔΦ/ Δt

O aparecimento da força eletromotriz foi denominado de indução eletromagnética e a expressão descrita acima ficou conhecida como a Lei de Faraday da indução eletromagnética.





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