CAMPO MAGNÉTICO. Um campo magnético pode ser criado através de diversos equipamentos. Um íman cria um campo magnético semelhante à figura:

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Geovane Barateiro Alencastre
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1 CAMPO MAGNÉTICO U capo agnético pode ser criado atraés de diersos equipaentos. U ían cria u capo agnético seelhante à figura: Conencionalente foi estabelecido que as linhas de capo de u ían se dirigia de norte para o sul. Quando u fio retilíneo é percorrido co ua corrente elétrica I, ele gera ao seu redor u capo agnético coo ilustra a figura: I Para saberos qual o sentido do capo agnético deste fio utilizaos a regra da ão direita. Coloca-se polegar direito no eso sentido que a corrente, assi o sentido que os outros dedos curados ostra é o sentido do capo.

2 Ua espira percorrida por ua corrente elétrica cria u capo agnético de acordo co a figura: I Neste caso, os dedos curados da ão direita coloca-se no sentido da corrente elétrica e o polegar dá o sentido do capo agnético. Situação seelhante se erifica co u solenoide percorrido por ua corrente elétrica coo ostra a figura: I I Contudo, neste caso, a situação asseelha-se a u ían, e que, se pode considerar u polo sul onde entra a linhas de capo (lado esquerdo da figura) e u polo norte onde sae as linhas de capo (lado direito da figura).

3 AÇÃO DE UM CAMPO MAGNÉTICO SOBRE CARGAS EM MOVIMENTO A força agnética que actua sobre ua carga q que se desloca co elocidade nu capo agnético B é dada pelo produto ectorial: F q B produto ectorial ou produto externo produto escalar ou produto interno O produto externo de dois ectores origina u terceiro ector, cuja direcção e sentido é dada pela regra da ão direita. NORMA DO PRODUTO EXTERNO DE DOIS VETORES Se tieros dois etores u e, cujo ângulo entre eles é α, a nora do produto externo entre eles é dada por: u u sin

4 Se tieros co referencial: PRODUTO EXTERNO DE VETORES e y e z e x Obtê-se as seguintes igualdades: ex ey ez ey ex ez ex ez ey ez ex ey ey ez ex ez ey ex e 0 x e x e 0 y e y e e 0 z z Exercício Considere os seguintes ectores: e A x ; e B 3 z ; C e x 4ey Deterine: a) A B b) B A c) C B

5 MOVIMENTO DE PARTÍCULAS CARREGADAS SOB A AÇÃO DE UM CAMPO MAGNÉTICO CONSTANTE Há três casos possíeis, de acordo co a orientação da elocidade e do capo agnético. 1. Partícula lançada nu capo co a esa direcção do capo. Neste caso, o ângulo α entre e B é 0 o ou 180 o, sendo: F q B F 0 F 0 a 0 R Coo a aceleração é nula, a partícula oe-se co oiento retilíneo unifore.. Partícula lançada co direcção perpendicular ao capo. Neste caso, o ângulo α entre e B é 90 o, tendo áxio. 0 F q B F qbsin90 F qb F u alor Esta situação é seelhante ao oiento de u satélite e torno da Terra e que a força resultante é perpendicular à elocidade. F R F C F F C qb r r qb r qb A partícula oe-se co oiento circular unifore de raio r.

6 3. Partícula lançada co elocidade oblíqua ao capo. Se tieros a partícula q a entrar nu capo agnético de acordo co a figura: 0 0 y q 0x e y e z e x Te-se: 0 0x 0 y O oiento resultante é coposto por dois oientos: Moiento unifore segundo o eixo dos xx, porque paralelo a B, sendo: F constante x 0 x 0x (tal coo no caso1) Moiento circular unifore no plano x0y, porque perpendicular a B, erificando-se ua situação seelhante ao caso. Da coposição destes dois oientos resulta u oiento helicoidal unifore (e fora de ola). 0 x 0 y é é

7 FORÇA DE LORENTZ Quando ua partícula de carga q se oe co elocidade nua região do espaço onde exista, siultaneaente, u capo elétrico, E, e u capo agnético, B, ou seja, capo eletroagnético, a força resultante (eletroagnética) que atua sobre a partícula é: F R F e F F R Força resultante F e Força elétrica F Força agnética De que resulta a fórula: F e qe q B SELETOR DE VELOCIDADES Trata-se de u aparelho que atua sobre u ião, fazendo-o deslocar-se co oiento retilíneo unifore, deido ao facto das forças que nele atua (elétrica e agnética) sere siétricas. F F e

8 ESPETROFOTÓMETRO DE MASSA A representação esqueática de u espectróetro de assa é: No acelerador os iões sofre ua aceleração dada pela expressão: qe a 1 No seletor de elocidades os iões desloca-se co o seguinte alor de elocidade: E B 1 No analisador os iões tê ua trajetória circular de raio: r q B

9 CICLOTRÃO O ciclotrão é u instruento utilizado para acelerar partículas carregadas até altas energias cinéticas. A representação esqueática de u ciclotrão é: áx Os iões produzidos pela fonte, FI, colocada no centro do sistea forado pelos dois D 's, são acelerados pela diferença de potencial entre os D. E cada D ocorre eio período (T/), cuja expressão se pode deduzir: T T r r r T T r Por outro lado: r qb Substituindo na expressão obtida para eio período, obté-se: T qb T qb A energia cinética áxia que a partícula pode ter ao sair do ciclotrão depende do raio áxio das câaras.

10 r áx qb áx áx q B r áx E c, áx 1 áx E c, áx 1 qbr áx E c, áx 1 q B r áx LEI DE LA PLACE Quando u condutor retilíneo está situado nu capo agnético unifore e é percorrido por ua corrente elétrica contínua, coo ostra a figura: I O segento do fio condutor fica sujeito a ua força agnética cujas características são dadas pela Lei de Laplace: F I B

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