Fontes de Campo Magnético - Forças entre condutores

O EXPERIMENTO DE OERSTED

Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted percebeu que uma bússola colocada próxima de um fio conduzindo corrente elétrica, sofria desvios. Isso mostrou que as correntes elétricas também produzem campos magnéticos.

Mais tarde as pesquisas revelaram que todo campo magnético é produzido pelo movimento de cargas elétricas. No caso dos ímãs é o movimento dos elétrons que produz o campo magnético. Hoje sabemos que:

a) Uma carga elétrica em repouso produz apenas campo elétrico.

b) Uma carga elétrica em movimento produz dois campos: um campo elétrico e um campo magnético.

O cálculo do campo magnético produzido pelas cargas em movimento é em geral bastante complexo. Assim analisaremos apenas alguns casos particulares.

FIO RETILÍNEO

Consideramos um fio retilíneo e "longo", percorrido por uma corrente de intensidade i. Em volta do fio existe um campo magnético tal que, próximo do fio as linhas de campo são circunferências (Fig. 1) cujo centro está no fio. Na Fig. 1 as linhas circulares estão contidas no plano    o qual é perpendicular ao fio.

Para determinarmos o sentido do campo magnético usamos a regra da mão direita (Fig. 2). Envolvemos o fio com a mão direita, de modo que o polegar aponte no sentido da corrente; a curvatura dos outros dedos nos dá o sentido de . Para o observador O da Fig. 1, as linhas de campo têm o aspecto da Fig. 3.

Na Fig. 4 representamos algumas linhas de campo situadas em dois planos distintos e . Representando o campo no plano do papel (Fig. 5), o campo "entra" no papel à direita do fio (símbolo ) e sai do papel à esquerda do fio (símbolo ).

 O módulo de em um ponto é dado por:

    (I)

onde d é a distância do ponto ao fio e o é uma constante, denominada permeabilidade do vácuo, cujo valor do SI é o = 4. 10-7. Da equação I tiramos:

Assim:

unidade de

Portanto:

ESPIRA CIRCULAR

Na Fig. 6 representamos um fio dobrado em forma de espira circular, percorrido por uma corrente de intensidade i.

 Na Fig. 7 apresentamos uma visão em perspectiva da espira, com as linhas do campo magnético produzido. O sentido do capo pode ser obtido pela regra da mão direita. O observador O1 da Fig. 7 vê o campo "entrando" no plano da espira (Fig. 8) e o observador O2 vê o campo "saindo" do plano da espira (Fig. 9).).

Visão do observador O1

 Em analogia com os ímãs, a face por onde "saem" as linhas é chamada de face norte (Fig. 10) e a face por onde "entram" as linhas é chamada de face sul (Fig. 11). Observe que as extremidades da S e do N nos dão o sentido da corrente.

                   

Essa atribuição de polaridade às faces, nos ajuda a decidir o tipo de força que ocorre entre duas espiras ou entre uma espira e um ímã.

Consideremos duas espiras circulares, percorridas por correntes elétricas, colocadas face a face, isto é, com seus planos paralelos, observamos que:

a) duas faces norte se repelem

b) duas faces sul se repelem

c) uma face norte e uma face sul se atraem

CAMPO NO CENTRO DA ESPIRA

No centro da espira, a intensidade do campo magnético é dada por:

    (II)

onde R é o raio da espira.

BOBINA CHATA

Se enrolarmos o condutor de modo a obtermos várias espiras circulares de mesmo raio e superpostas compactamente, como ilustra a Fig. 12, obteremos o que se chama bobina chata. No centro da bobina a intensidade do campo é:

    (III)

onde N é o número de espiras.

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Sumário

- O experimento de Oersted
- Fio retilíneo
- Espira circular
i. Campo no centro da espira
ii. Bobina chata
- Solenóide
- Campo magnético de um ímã
i. Eletroímã
ii. Ponto de Curie
- Força entre condutores paralelos
- Definição do ampère
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