Campo Magnético

1. Campo Magnético Campo Eléctrico

2. Chama-se campo de forças a toda a região do espaço na qual uma certa influência se faz sentir: uma partícula colocada em qualquer ponto dessa região sofre a acção de uma força bem definida. As interacções magnéticas são devidas aimanes naturais e a correntes eléctricas. Há uma perturbação do espaço que rodeia tanto os imanes como as correntes eléctricas que fluem nos circuitos. Esta perturbação manifesta-se por forças exercidas nos imanes e nas cargas eléctricas em movimento, que originam os campos magnéticos.

4. O campo magnético é uma grandeza vectorial que se representa pelo vectorB → → A unidade SI de campo magnéticoBé otesla(símbolo:T) CAMPO MAGNÉTICO Numa região em que a influência de uma fonte magnética se faça sentir, podemos afirmar que existe um CAMPO MAGNÉTICO Em homenagem ao físico croata, naturalizado americano, Nikola Tesla (1856-1943).

5. → Em cada ponto do espaço, o vector B é tangente às linhas de campo.

6. A Terra comporta-se como um enorme magnete. Uma vez que pólos magnéticos diferentes se atraem, o pólo Norte da agulha magnética aponta para o pólo Sul do campo magnético terrestre.

7. O pólo Norte da bússola é aquele que aponta para a vizinhança do pólo Sul geográfico. Para que o pólo Norte Terrestre ataria o pólo Norte da bússola tem de ter propriedades magnéticas de pólo Sul. A Terra comporta-se como um íman gigante cujo pólo Sul está nas proximidades do pólo Norte geográfico ( 11,5 º)

8. O campo magnético da Terra é revertido em intervalos que variam entre dezenas de milhares de anos a alguns milhões de anos, com um intervalo médio de aproximadamente 250.000 anos. Acredita-se que a última ocorreu 780.000 anos atrás. O mecanismo responsável pelas reversões magnéticas não é bem compreendido. Alguns cientistas produziram modelos para o centro da Terra, onde o campo magnético é apenas quase-estável e os pólos podem migrar espontaneamente de uma orientação para outra durante o curso de algumas centenas a alguns milhares de anos. Outros cientistas propuseram que primeiro o geodínamo pára, espontaneamente ou através da acção de algum agente externo, como o impacto de um cometa, e então reinicia com o pólo norte apontando para o norte ou para o sul.

9. Linhasde campo magnético As linhas de campo magnéticas “nascem” no pólo Norte e “desaguam” no pólo Sul • As linhas de campo magnético são fechadas.Num íman saem do pólo norte, percorrem a zona que o rodeia, entram pelo pólo sul, e continuam no interior do íman, voltando a sair pelo pólo norte.

10. Linhasde campo magnético • Há zonas do campo magnético em que as linhas de campo se encontram mais próximas e noutras mais afastadas • O número de linhas de campo, por unidade de área, é proporcional à intensidade do campo magnético: - As zonas mais densas de linhas de campo são aquelas em que o campo é mais intenso. - As zonas menos densas de linhas de campo significam que o campo é menos intenso nessa região. • Existem também zonas onde as linhas de campo são paralelas. • Um campo magnético aproximadamente uniforme tem as linhas de campo paralelas.

11. Representação das linhas de campo magnético obtido com: uma corrente eléctrica que percorre uma bobina uma corrente eléctrica que percorre um fio condutor rectilíneo uma corrente eléctrica que percorre uma espira metálica circular dois ímanes que se colocam paralelamente No interior da bobine existe um campo magnético uniforme.

12. uma corrente eléctrica que percorre uma bobina ( enrolamento compacto) Espectro Magnético O espectro magnético dum solenóide (bobina) é semelhante ao de um íman em barra. Por esta razão é chamado de electroíman. O espectro mostra que no interior do solenóide as linhas de campo são paralelas e o campo magnético pode ser considerado uniforme.

13. Espectro Magnético SENTIDO DO CAMPO MAGNÉTICO Regra da mão direita Se o polegar tiver a orientação da corrente eléctrica, os outros dedos encurvados indicam o sentido do campo magnético

14. Oersted em 1820 descobriu que ao passar uma corrente eléctrica por um fio condutor uma agulha magnética colocada perto dele sofria um desvio provocado por forças magnéticas que, nas extremidades da agulha magnética, tinham direcção perpendicular à da corrente eléctrica. CAMPOMAGNÉTICO CRIADO POR CORRENTES ELÉCTRICAS • Experiência de Oersted

15. O campo eléctrico é uma grandeza vectorial que se representa pelo vectorE → → A unidade SI de campo eléctricoE é oVolt por metro(símbolo:V/m) + ­ CAMPO ELÉCTRICO Numa região em que a influência de uma carga eléctrica se faça sentir, podemos afirmar que existe um CAMPO ELÉCTRICO Tem origem ou é gerado por cargas (+) e (-) , que se podem separar. As linhas de campo eléctrico saem das cargas (+) e entram nas (­).

16. → • Campo eléctricoEé tangente às linhas de campo. • Quanto mais densas (juntas) maior a intensidade do campo.

17. F E E E E qo . Carga Positiva + Q + Campo Divergente

18. Carga Negativa + Campo Convergente E E F . qo - Q E E

19. Cálculo do Campo Eléctrico F E Q F E = + q q d Q.q k d2 E = F E = q + Q k E = d2 q

20. Linhas de Força Carga positiva Campo divergente + F E = q Se a carga de prova q for (+) então F e E têm igual sentido

21. Linhas de Força Carga negativa F E = Campo convergente q - se a carga de prova q for (-) então F e E têm sentidos contrários.

22. Dipolo Elétrico Campo Variado Placas Paralelas + - Campo Uniforme + - + - + - + - + - + - + -

23. Características das Linhas de Força E E E E + - O vetor campo elétrico é sempre tangente a uma linha de força em qualquer ponto.

24. Características das Linhas de Força A B - + A concentração de linhas de força é diretamente proporcional a intensidade do campo elétrico. Em A a densidade de linhas é maior do que em B. EA > EB

25. Características das Linhas de Força A + B + - + - A + - + - + - + - B + - Em A a densidade de linhas é maior do que em B. EA > EB Em A e em B a densidade de linhas é a mesma. EA = EB

26. Electroímanes • Se o sentidoda corrente eléctrica nas bobinas for igual então as • espiras atraem-se. • se o sentido da corrente eléctrica nas bobinas for contrário então elas repelem-se.

27. sair FLUXO MAGNÉTICO Região do espaço onde existe um campo magnético uniforme. O fluxo do campo através da espira depende do módulo do campo, da área da espira e da sua orientação relativamente às linhas de campo.

28. Wilhelm Weber (1804-1891) físico alemão que realizou trabalhos sobre o magnético terrestre e o electromagnetismo  - Fluxo magnético (Wb - Weber) B - Campo magnético (T – Tesla) A - Área da espira (m2)  - Ângulo definido por B com a normal n ao plano da espira

29. INDUÇÃO ELECTROMAGNÉTICA Michael Faraday (1791 – 1867) foi um químico e físico Inglês conhecido pelas suas experiências pioneiras no campo da Electricidade e do Magnetismo. Em 1831, Faraday fez a sua descoberta sobre a Indução Electromagnética, que é a criação de uma diferença de potencial no condutor devido a um Campo Magnético variante na sua proximidade - a esta diferença de potencial chamamos força electromotriz induzida - e.

30. INDUÇÃO ELECTROMAGNÉTICA

31. Lei de Indução Electromagnética de Faraday. A lei diz que a f.e.m. induzida na Bobina é proporcional à taxa de variação dos números de Linhas de Força que atravessam a superfície englobada pela Bobina, e o número de espiras da Bobina. A posição da Bobina, relativa às Linhas de Força do Campo Magnético, é muito importante. A f.e.m induzida depende da variação do número de Linhas englobadas pela Bobina. Se a Bobina está paralela em relação a estas Linhas, não há f.e.m. induzida. Se a Bobina está perpendicular às Linhas de Força, a f.e.m induzida é máxima

32. e e

33. O ALTIFALANTE A corrente eléctrica proveniente do amplificador, passa pela bobina que é obrigada a vibrar devido à interacção electromagnética com o íman fixo. Como a bobina está colocada na parte central do pavilhão, quando oscila leva consigo a parte central do pavilhão, o qual vibrará emitindo som, que terá, em condições ideais, a mesma frequência do sinal eléctrico.

34. O MICROFONE

35. Como existe movimento relativo da bobina em relação ao íman, varia o fluxo magnético nas espiras e em consequência disso, é criada uma f.e.m. induzida nos terminais da bobina.

36. Quando as ondas sonoras atingem o diafragma, obrigam-no a vibrar, assim como à bobina a qual se desloca numa região em que existe o campo magnético criado pelo íman. Como existe movimento relativo da bobina em relação ao íman, varia o fluxo magnético nas espiras e em consequência disso, é criada uma f.e.m. induzida nos terminais da bobina. Como a tensão induzida típica é da ordem de 10-3 V, o sinal tem que ser bastante amplificado para depois ser enviado para os altifalantes.

37. APLICAÇÕES