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<strong>Força</strong> <strong>Magnética</strong><br />
1- Introdução<br />
A história do magnetismo começou com um mineral chamado magnetita (Fe3O4), a primeira substância com<br />
propriedades magnéticas conhecida pelo homem, seu poder de atrair ferro já era conhecido séculos antes de Cristo. A força<br />
magnética que age em condutores percorridos por corrente, em um campo magnético, é muito importante, e através de seu<br />
conhecimento podem-se explicar os fenômenos magnéticos. Cargas elétricas em movimento originam campo magnético.<br />
Estando a carga elétrica em movimento em um campo magnético, há uma interação entre esse campo e o campo originado pela<br />
carga. Esta interação manifesta-se por forças que agem na carga elétrica, denominadas forças magnéticas.<br />
2- <strong>Força</strong> magnética sobre carga móvel no campo magnético Uniforme:<br />
- Módulo:<br />
θ - ângulo formado entre B e v;<br />
- Direção: É sempre perpendicular a B e a V;<br />
- Sentido: É dado pela Regra da Mão Esquerda;<br />
Polegar – Fm; Indicador - B; Médio - v;<br />
Obs.: Se a carga for negativa inverte o sentido da força;<br />
Fm = |q| . v . B . sen θ;<br />
2.1- Movimento de carga elétrica no campo magnético Uniforme:<br />
a) 1º Caso: v lançada Paralelamente a B (v // B);<br />
- Carga não desvia - Movimento Retilíneo Uniforme;<br />
Fm = 0 (mínima); θ = 0; M.R.U.;<br />
b) 2º Caso: v lançada Perpendicularmente a B;<br />
- A força magnética exerce a função de resultante centrípeta. M.C.U.;<br />
Fm = |q| . v. B;<br />
Fm = Fcp;<br />
r = m . v / |q| . B
- Raio da Trajetória Circular;<br />
θ = 90º;<br />
- Período (T): Tempo gasto numa volta completa:<br />
π - Equivalente a "Pi" (3,14) ;<br />
T = 2 π . m / |q| . B<br />
c) 3º Caso: v lançada Obliquamente a B;<br />
- Movimento Helicoidal (hélice Cilíndrica) Uniforme (M.H.U.);<br />
Fm = |q| . v . B . Sen θ;<br />
Carga em repouso, sob a ação exclusiva do campo magnético uniforme permanece em repouso;<br />
3- <strong>Força</strong> <strong>Magnética</strong> sobre condutor Retilíneo no Campo Magnético Uniforme:<br />
- Módulo:<br />
Fm = B . i . L . sen θ;<br />
- Direção: É perpendicular ao plano de B e de i;<br />
- Sentido: É dado pela regra da Mão Esquerda:<br />
Polegar - Fm; Indicador - B; Médio - i; Obs.: O sentido pode ser pela Regra do Tapa (mão direita) também, onde a palma da<br />
mão indica a Fm, o polegar o i e os demais dedos o campo B;<br />
4- <strong>Força</strong> <strong>Magnética</strong> entre condutores Paralelos:<br />
Condutores paralelos percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido se atraem e de sentidos opostos se repelem;<br />
Fm = µo . i1 . i2 . L / 2.π.r<br />
π - Equivalente a "Pi" (3,14);
Indução eletromagnética<br />
A indução eletromagnética é o fenômeno que origina a produção de uma força eletromotriz (f.e.m. ou voltagem)<br />
num meio ou corpo exposto a um campo magnético variável, ou bem num meio móvel exposto a um campo magnético<br />
estático. É assim que, quando o dito corpo é um condutor, produz-se uma corrente induzida. Este fenómeno foi descoberto por<br />
Michael Faraday que o expressou indicando que a magnitude da tensão induzida é proporcional à variação do fluxo magnético<br />
(Lei de Faraday).<br />
Por outro lado, Heinrich Lenz comprovou que a corrente devida ao f.e.m. induzida se opõe à mudança de fluxo magnético, de<br />
forma tal que a corrente tende a manter o fluxo. Isto é válido tanto para o caso em que o a intensidade do fluxo varie, ou que o<br />
corpo condutor se mova em relação a ele. Indução eletromagnética é o princípio fundamental sobre o qual operam<br />
transformadores, geradores, motores elétricos e a maioria das demais máquinas elétricas.<br />
Φ = Fluxo magnético; B = vetor indução magnética; A = S = área da espira; N = reta normal à superfície da espira.<br />
Casos especiais<br />
Quando o ímã está em movimento faz o fluxo magnético que sai do pólo norte do ímã entrar com mais ou menos intensidade<br />
na espira e com o ímã parado o fluxo é constante.<br />
Quando um pólo se aproxíma da espira, o sentido da corrente elétrica é de um jeito, e quando o mesmo pólo se afasta, o<br />
sentido da corrente se inverte.
"O sentido da corrente induzida é tal que seus efeitos se opõem as causas que as originam. (Lei de Lenz)" Ou seja, aproximase<br />
o pólo norte da espira, e isto faz surgir na espira um mesmo pólo para repelir o ímã, e quando o ímã se afasta da espira, faz<br />
surgir na espira um pólo sul que atrái o ímã.<br />
a) A lei de Lenz estabelece urna relação entre o sentido do fluxo induzido e o sentido do fluxo indutor, e com isso nos<br />
possibilita a determinar o sentido da corrente induzida. A lei de Lenz é na verdade um postulado, porque não pode ser<br />
demonstrada diretamente. Sabemos que ela é verdadeira porque as conseqüências de sua aplicação são verdadeiras. O seu<br />
enunciado é:<br />
Quando o fluxo indutor está aumentando, o fluxo induzido tem sentido oposto; quando o fluxo<br />
indutor está diminuindo, o fluxo induzido tem o mesmo sentido que o indutor.<br />
Assim, na figura a esquerda imaginamos que o fluxo indutor esteja aumentando. Então o fluxo induzido tem<br />
sentido oposto ao do , isto é, a indução magnética produzida pela corrente induzida i tem sentido oposto ao da indução<br />
magnética indutora (primitiva). Depois de conhecer o sentido de determinamos o sentido da corrente induzida i<br />
aplicando a regra do saca-rolhas ou a regra da mão direita (não esquecer que é a indução magnética produzida pela corrente<br />
induzida i).<br />
b) Lei de Faraday - Neumann<br />
Em qualquer condutor em que aparece corrente elétrica, aparece uma força eletromotriz. A força eletromotriz que<br />
aparece no condutor por causa da indução eletromagnética é chamada força eletromotriz induzida. A lei de Faraday-Neumann<br />
dá o valor dessa força eletromotriz. Consideraremos dois casos.<br />
1º Caso - <strong>Força</strong> eletromotriz induzida média<br />
Consideremos um instante t e o intervalo de tempo contado imediatamente após o instante t. Seja a variação do fluxo<br />
durante o tempo . A lei de Faraday-Neumann estabelece que a f.e.m. induzida média durante o tempo vale:<br />
O sinal menos aparece por causa da lei de Lenz. Essa fórmula supõe que e t sejam expressos num mesmo sistema de<br />
unidades. No sistema MKS, deve ser expresso em webers, t em segundos, e em volts.