I – ELETROMAGNETISMO - Liceu de Estudos Integrados

More documents

Recommendations

Info

Sendo: N = número de espiras; i = intensidade de corrente; R = raio. 4.3 - Campo de um solenóide reto (centro) Chama-se solenóide ou bobina longa a um fio condutor enrolado em forma de espiras não justapostas. São aparelhos de larga aplicação industrial, comportam-se como ímãs quando percorridos por correntes. O campo magnético produzido por um solenóide é semelhante ao campo de um ímã em forma de barra. No interior do solenóide, o vetor indução magnética B é uniforme e tem as seguintes características: Módulo: μ0 . N. i B (tesla, T) L N = número de espiras no comprimento L ℓ = comprimento em metro (m), i = corrente em ampère (A) Direção: paralela ao eixo do solenóide. Sentido: do sul para o norte, determinada pela regra da mão direita Nº 01, Envolva o solenóide com a mão direita de modo que a ponta dos dedos indique o sentido da corrente e o polegar indique o sentido de B . Também podemos dispor o polegar no sentido da corrente e os demais dedos, por dentro do solenóide, indicando as linhas de indução saindo ou entrando na extremidade considerada. 5- FORÇA MAGNÉTICA DE LORENTZ Mostra a experiência que o campo magnético é capaz de atuar sobre a carga em movimento, exercendo nela uma força de campo denominada força magnética de Lorentz, que desvia a carga de sua trajetória original. A força magnética resulta da interação dos campos da carga em movimento e do meio. 5.1. FORÇA SOBRE CARGAS MÓVEIS Quando uma carga elétrica q positiva, lançada em um campo magnético uniforme de intensidade B, com velocidade v , formando um ângulo θ com o vetor indução magnética, fica submetida a uma força magnética com as seguintes características: Módulo: Fm = q.v.B.senθ q = módulo da carga lançada; v = módulo da velocidade da carga θ = ângulo entre v e B B = módulo do campo magnético. Direção: Fm perpendicular a B e a v Sentido: regra da esquerda direita nº2 (regra do tapa) ou regra da mão esquerda, de Fleming. Regra da mão esquerda, com q > 0: * Polegar: indica o sentido de Fm * Indicador: indica o campo magnético B * Médio: indica a velocidade v Se a carga elétrica q é negativa, o sentido da Fm é o oposto àquele fornecido pela regra da mão esquerda. 5.2- CARGA “Q” LANÇADA NO INTERIOR DE UM CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME Sabemos que quando uma carga elétrica (q) se movimenta num campo magnético, ela pode ficar sujeita à ação da força magnética de Lorentz. Essa força Fm , quando existe, é sempre perpendicular ao vetor indução magnética ( B) e ao vetor velocidade V . Concluímos, então, que a força magnética é uma resultante centrípeta (pois Fm V ) e, portanto, altera a direção do vetor velocidade V , mas não altera seu módulo. Decorre, portanto, que o movimento de uma carga elétrica, sob a ação exclusiva de um campo magnético, é uniforme. O movimento particular que uma carga elétrica passa a executar quando penetra numa região onde reina um campo magnético uniforme depende do modo pelo qual ela penetra no campo. Analisaremos, a seguir, três casos distintos. Movimentos adquiridos pela carga: MRU, MCU e MHU.
1º Caso: Lançamento paralelo ao campo (θ=0º ou θ=180º). Uma carga elétrica lançada na direção das linhas de indução de um campo magnético uniforme realiza um movimento retilíneo e uniforme. Temos Fm = 0 ⇒ M.R.U Nota: Temos, também, Fm = 0 (força nula) se a carga for abandonada em repouso no campo magnético. 2º Caso: Lançamento perpendicular ao campo magnético Nessas condições, da Dinâmica, concluímos que a carga elétrica realiza movimento circular uniforme. Temos θ = 90º ⇒ Fm = Fcp = q.v.B ⇒ MCU CÁLCULO DO RAIO DA CIRCUNFERÊNCIA Como a força magnética ( Fm ) é uma resultante centrípeta ( Fcp m.v ), resultante: Fm = Fcp ⇒ |q|.v.B = R 2 CÁLCULO DO PERÍODO Portanto: Sendo o movimento uniforme, podemos escrever: s = v.t. Numa volta completa tem-se: s = 2 R e t = T. Logo: 2 . R = Vt ⇒ 2. m.v = v.T | q | B Observação R = m. v q. B Raio da trajetória 2π. m T = q. B Período do MCU Nem o período e nem a freqüência do movimento dependem da velocidade de lançamento. m = massa (kg); B = campo magnético (tela, T) v = velocidade( m/s) q =carga elétrica (coulomb, C) 3ºCaso: Carga elétrica lançada obliquamente às linhas de indução. A partícula realiza Movimento Helicoidal Uniforme. Temos: Fm = q.v.B.senθ ⇒ MHU A análise desse movimento fica simples quando se decompõe a velocidade v em duas componentes perpendiculares, uma na direção de B e outra na direção perpendicular a B . a) A componente na direção de B ( ) 1 v permanece constante e, ao longo dessa direção, a partícula descreve MRU (1° caso). b) A componente perpendicular à B ( V2 ) , de acordo com o 2° caso, determina que a partícula execute MCU. A superposição desses dois movimentos é um movimento helicoidal e uniforme. A trajetória é uma hélice de eixo paralelo às linhas de indução do campo. 5.3 – FORÇA SOBRE FIO CONDUTOR Considere um condutor metálico retilíneo, de comprimento (), percorrido por corrente elétrica de intensidade constante i, colocado num campo magnético uniforme, formando com o vetor indução B um ângulo . A força magnética Fm que surge no condutor é a resultante de um conjunto de forças de Lorentz que atuam sobre cada carga elétrica q constituinte da corrente elétrica. Seja n o número de cargas q que atravessa uma secção do condutor em um intervalo de tempo t e estão contidas no comprimento . Temos em cada carga q: Fm = |q|. V .B sen A força magnética resultante será: Fm = n . fm ⇒ Fm = n.|q|. n | q | Δt Mas i . B sen Δt Então: Fm = i B sen ou Fm = B.i. sen Assim, a força magnética Fm tem as seguintes características: * Módulo: Fm = B.i. sen * Direção – é perpendicular ao condutor e ao vetor indução. * Sentido - o sentido da força magnética é obtido pela regra da mão esquerda. O dedo indicador no sentido do
Page 1 and 2: ELETROMAGNETISMO ONDAS ELETROMAGNÉ
Page 3: Outra unidade [B] = gauss (G) 1 T =
Page 7: LEI DE LENZ ”Os efeitos da corren

I – ELETROMAGNETISMO - Liceu de Estudos Integrados

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?