O campo magnético é o espaço ao redor de dipolos que exercem forças em cargas elétricas. Show
O campo magnético é um espaço que surge quando as cargas elétricas estão em movimento. Ao falar de campo magnético, precisamos entender que ele aparece com um dipolo, ou seja, possui duas extremidades, chamadas polo norte e polo sul. Por convenção, utilizamos linhas para representar o movimento de um campo magnético, que tende a sair do polo norte e incidir no polo sul. Ele pode ser gerado por meio de corrente elétrica em um fio condutor retilíneo ou em espiral e até em bobinas com fios senoidais (enrolados). Para achar a intensidade do campo nessas situações, utilizamos variações da equação do campo, considerando a corrente elétrica (i), permeabilidade magnética no vácuo (μ0), comprimento da bobina (L), distância (R) e número de voltas da bobina (N). Leia também: Eletroímãs — materiais com campo magnético potencializado O que é campo magnético?O campo magnético é um espaço no qual as cargas elétricas sofrem interferência de forças. Ele é representado por linhas e é uma grandeza vetorial (possui intensidade, direção e sentido). Sua unidade de medida é o tesla (T), em homenagem ao físico Nikola Tesla, que estudou esse fenômeno. Propriedades do campo magnéticoO campo magnético é formado a partir do movimento das cargas elétricas. Existem materiais magnéticos que naturalmente atraem ou repelem outros materiais, como os ímãs, sendo eles classificados como:
Todo campo magnético, por convenção, é dividido em dois polos: polo norte e polo sul, o que é conhecido como ligação dipolo e não pode ser quebrada. Devido às linhas de campo, ao aproximar dois polos iguais, eles se repelem. Ao aproximar polos diferentes, eles se atraem, assim como em um ímã. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Linhas de campo magnéticoO campo magnético é representado com linhas, para facilitar seu estudo. Essas linhas, por convenção, seguem uma direção: saem do polo norte e entram no polo sul. Cada ponto que constrói essa linha possui um módulo (valor), uma direção e um sentido. Essas linhas não se cruzam. Fórmulas do campo magnéticoExistem diferentes formas de gerar um campo magnético e, para cada forma, temos uma distribuição diferente do campo pelo espaço.
O campo magnético gerado por uma corrente ocorre quando há uma corrente percorrendo um fio condutor. Nesse caso, é formado um campo circular por todo o fio. Regra da mão direita para determinar a direção do campo magnético gerado por uma corrente elétrica em um fio condutorO sentido desse campo é determinado por meio da regra da mão direita. O polegar no fio aponta para o sentido da corrente, e os outros dedos, ao envolverem (abraçarem) o fio, representam o sentido da linha do campo magnético. O valor do campo magnético, nessa situação, pode ser encontrado por meio da equação: B – campo magnético (T) μ0 – permeabilidade magnética do vácuo (4π.10-7 T.m/A) i – corrente elétrica (A) R – distância do fio (m)
Bobinas são formadas por fios condutores em formato senoidal (enrolados várias vezes). Campo magnético gerado por uma bobinaO valor do campo magnético nessa situação pode ser encontrado por meio da equação: B – campo magnético (T) μ0 – permeabilidade magnética do vácuo (4π.10-7 T.m/A) i – corrente elétrica (A) N – número de voltas da bobina L – comprimento da bobina (m) Para saber mais, leia: Campo magnético de um solenoide.
Colocando um fio condutor em formato curvilíneo, chegamos ao formato de um anel. Nessa situação as linhas de campo são perpendiculares (formam um ângulo de 90°) ao plano circular. Campo magnético gerado por uma espira circularO valor do campo magnético nessa situação pode ser encontrado por meio da equação: B – campo magnético (T) μ0 – permeabilidade magnética do vácuo (4π.10-7 T.m/A) i – corrente elétrica (A) R – distância do fio (m) Veja também: Levitação magnética — o fenômeno que surge quando campos magnéticos em direções opostas interagem entre si Campo magnético da TerraA Terra também possui um campo magnético. Esse campo se estende por todo o planeta e funciona como um grande ímã. Representação do campo magnético terrestreEle também é responsável por proteger a atmosfera terrestre de ventos solares, que poderiam destruir a atmosfera que temos. Esse campo é gerado devido ao movimento do núcleo terrestre. Campo magnético defendendo a atmosfera terrestre.Campo magnético e campo elétricoA principal diferença entre o campo magnético e o campo elétrico é a sua fonte. Enquanto o campo magnético permeia o espaço de um dipolo, o campo elétrico é formado ao redor de cargas elétricas. No campo elétrico, a força exercida pelas cargas é chamada de força elétrica. Além disso, a unidade de medida do campo elétrico é newton/coulomb (N/C), enquanto a do campo magnético é o tesla (T). No campo elétrico, as linhas de campo saem da carga positiva e entram na carga negativa, enquanto no campo magnético as linhas de campo saem do polo norte e vão para o polo sul. Para os dois campos, as cargas ou polos iguais se repelem, e cargas ou polos diferentes se atraem. Leia também: Campo magnético gerado pelo toroide Exercícios resolvidos sobre campo magnético1. (Ufac 2008) Um fio reto e extenso é percorrido por uma corrente elétrica continua de intensidade I = 3 A. A permeabilidade magnética do vácuo é μo = 4π.10-7 T.m/A. Qual o módulo do campo magnético B produzido num ponto p à distância r = 0,25 m do fio, no vácuo? a) 24.10-6 T b) 5.10-6 T c) 2,4.10-6 T d) 10.10-6 T e) 7,5.10-6 T Resolução Alternativa C. Como o campo está sendo gerado por meio de um fio condutor, basta utilizar a equação do campo magnético gerado por uma corrente elétrica e substituir com as informações do enunciado: 2. (UFPB-2011) Os eletroímãs, formados por solenoides percorridos por correntes elétricas e um núcleo de ferro, são dispositivos utilizados por guindastes eletromagnéticos, os quais servem para transportar materiais metálicos pesados. Um engenheiro, para construir um eletroímã, utiliza um bastão cilíndrico de ferro de 2,0 metros de comprimento e o enrola com um fio dando 4.106 voltas. Ao fazer passar uma corrente de 1,5 A pelo fio, um campo magnético é gerado no interior do solenoide, e a presença do núcleo de ferro aumenta em 1.000 vezes o valor desse campo. Adotando para a constante μ0 o valor 4π.10-7 T.m/A, é correto afirmar que, nessas circunstâncias, o valor da intensidade do campo magnético, no interior do cilindro de ferro, em tesla, é de: a) 24π.102 b) 12π.102 c) 6π.102 d) 3π.102 e) π.102 Resolução Alternativa B. Para encontrar a intensidade de um campo no interior de um solenoide, basta utilizar a equação da bobina e substituir as informações do enunciado: Como o núcleo de ferro aumenta o campo em 1000 vezes, podemos multiplicar esse resultado parta chegar à resposta correta: 1,2 x 1000 = 1200 = 12.10² Qual a diferença entre campo elétrico e campo magnético?A principal diferença entre o campo magnético e o campo elétrico é a sua fonte. Enquanto o campo magnético permeia o espaço de um dipolo, o campo elétrico é formado ao redor de cargas elétricas. No campo elétrico, a força exercida pelas cargas é chamada de força elétrica.
Qual e a relação entre o campo elétrico e o campo magnético?As cargas elétricas em movimento geram campo magnético e a variação do fluxo magnético produz campo elétrico. O campo magnético surge a partir do movimento de carga elétrica, pois ele é resultado da corrente elétrica. Além disso, ele pode resultar de uma força eletromagnética quando ela se associar a ímãs.
Quais são as diferenças entre os campos elétrico e magnético de uma carga em movimento?As cargas elétricas sob ação do campo elétrico alteram a sua velocidade, na direção do campo, enquanto que o campo magnético produz o desvio na direção perpendicular ao vetor velocidade.
Qual a diferença entre o campo elétrico e a força elétrica?É uma importante grandeza física definida como o módulo da força elétrica produzida em cada unidade de carga elétrica. Campo elétrico é definido como a força elétrica por unidade de carga. A direção do campo elétrico define a direção da força elétrica que surge entre duas cargas.
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