3 º ANOENSINO MÉDIOFÍSICA PROF. JEAN CAVALCANTE

PROF. NELSON BEZERRA

Unidade IIIEnergia: transformação e conservação

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 13.1Conteúdos

• Eletromagnetismo – campo magnético gerado por uma corrente elétrica ao percorrer um fio retilíneo e longo.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Habilidade • Relacionar 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.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Vimos em nossa aula anterior:Campo MagnéticoÉ a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou materiais ferromagnéticos e paramagnéticos, como cobalto e ferro.

REVISÃO

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REVISÃO

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Campo Magnético uniformeNo campo magnético uniforme, vetor indução magnética apresenta características semelhantes, isto é, quando possui a mesma intensidade, direção e sentido.As linhas de indução são retas paralelas igualmente espaçadas e igualmente orientadas.

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Classificação quanto aos materiais: • Paramagnéticos - são materiais paramagnéticos: o

alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc. • Diamagnéticos - são substâncias diamagnéticas: o

bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. • Ferromagnéticos - são substâncias ferromagnéticas

somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias.

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A experiência de OerstedOersted colocou uma bússola próxima a um condutor percorrido por uma corrente elétrica e verificou que ela se orientava em um sentido diferente do sentido que assumia quando cessava a corrente elétrica no fio.

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Hoje iremos estudar o comportamento do campo magnético ao redor de um fio percorrido por uma corrente elétrica.

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O experimento de Oersted foi um marco na ciência porque comprova a interligação entre dois ramos da física antes considerados independentes um do outro: a eletricidade e o magnetismo. Como se chama o novo ramo da física que surge a partir da experiência de Oersted?

DESAFIO DO DIA

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Campo magnético produzido por um fio percorrido por uma corrente elétrica.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).

AULA

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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.

AULA

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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.

AULA

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Caracterizando o módulo, direção e sentido do vetor campo magnético em um fio retilíneo e longo, tem-se:Módulo:

2 . π . rμ . i

B =

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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.

AULA

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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).

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O valor da constante de permeabilidade magnética depende do meio onde o fio está inserido, seu valor para o vácuo é:

U = 4 . π . 10-7 T . m/A

• Direção: tangente à circunferência concêntrica e perpendicular ao fio.

• Sentido: dado pela regra da mão direita.

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Exemplos:Exemplo 1 – Um fio condutor reto e longo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10A . Determine a intensidade e o sentido do vetor indução magnética num ponto P, localizado a 20 cm do condutor. (use μ0 = 4π.10-7 T.m/A).

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Solução:O sentido do campo é dado pela regra da mão direita. Entrando no plano da cartela.

PREVIEWAULA

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PREVIEW

2π . R 0,42π . 0,2μ . i 40 . 10-74π . 10-7 . 10B = B = B = 10,0 . 10-6 TB =↔ ↔ ↔

AULA

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Exemplo 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.

AULA

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a) c)

d)

e)

b)

B

B

B

B

B

AULA

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PREVIEW

Solução:Pela regra da mão direita: letra A

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Exemplo 3 – Para a figura abaixo, determine o valor do vetor indução magnética B situado no ponto P e marque a alternativa correta. Adote μ = 4π.10-7T.m/A, para a permeabilidade magnética.a) B = 4 . 10-5 Tb) B = 8 . 10-5 Tc) B = 4 . 10-7 Td) B = 5 . 10-5 Te) B = 8 . 10-7 T

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PREVIEW

2 . π . r 2π . 5,0 . 10-2

μ . i 4π . 10-7 . 20B = B = 8,0 . 10-5 TB =↔ ↔

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