Prof. Igor Dornelles Schoeller

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1 Prof. Igor Dornelles Schoeller Os gregos descobriram na região onde hoje chamamos de Turquia, um minério com capacidade de atrair ferro e outros minérios semelhantes. Pedaços de magnetita encontradas na natureza são chamados de imãs naturais. Estes imãs naturais são constituídos por óxido de ferro (Fe 3 O 4 ) e manifestam propriedades naturais que chamamos de fenômenos magnéticos. A magnetita apresenta na sua composição, aproximadamente, 69% de FeO e 31% de Fe2O3 ou 26,7% de ferro e 72,4% de oxigênio. É a pedra-ímã mais magnética de todos os minerais da Terra, e a existência desta propriedade foi utilizada para a fabricação de bússolas.

2 IMÃ: Dispositivo capaz de atrair Fe, Co, Ni, Aço (ferromagnéticos) Várias formas. N S A PROPRIEDADE DE ATRAÇÃO É MAIOR NAS EXTREMIDADES.

3 TIPOS DE IMÃS NATURAL TEMPORÁRIO MAGNETITA CONTATO ATRITO CORRENTE ELÉTRICA

4 PÓLOS DE UM IMÃ N S Pólos de mesmo nome se repelem e de nomes contrários se atraem. N N S S N S

5 INSEPARABILIDADE DOS PÓLOS Inexistência do monopolo magnético: Ao dividirmos um imã em várias partes teremos sempre a presença do par de pólos norte e sul.

6 DOMINÍOS MAGNÉTICOS Naturalmente,todos os materiais apresentam domínios magnéticos(gerados pelo movimento dos elétrons - spin),em geral de forma desorganizada Se o material é levado a presença de um campo magnético externo, esses domínios podem se orientar; temos neste caso um material ferromagnético

7 MAGNETISMO E TEMPERATURA Todo imã natural perde o poder magnético ao atingir uma determinada temperatura, chamada de Ponto de Curie. Ferro: Temperatura de Curie: 770 C Cobalto: Temperatura de Curie: 1075 C Níquel: Temperatura de Curie: 365 C

8 É a região do espaço em que um corpo de prova fica sujeito a uma força magnética.

9 Seu sentido se dá do pólo Norte para o pólo Sul e tem direção perpendicular às linhas de indução. Em um campo magnético, chama-se linha de indução toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B e orientada no seu sentido. As linhas de indução são obtidas experimentalmente. As linhas de indução saem do pólo norte e chegam ao pólo sul, externamente ao ímã. Essas linhas de indução são representações da variação do campo magnético em uma certa região do espaço e são tangentes ao vetor campo magnético.

10 MAGNETISMO DA TERRA A B ú s s o l a Suspendendo-se livremente um imã em barra, ele gira até assumir, aproximadamente,a direção norte-sul geográfica. Essa propriedade nos permite verificar a existência do campo magnético terrestre e propiciou aos chineses a invenção da bússola (agulha magnética).

11 Magnetosfera região envoltória do seu campo magnético Vento solar Aurora Boreal Pólo Norte Cinturão de Van Allen- Descoberto por James Van Allen em 1958, Aurora Austral Pólo Sul

12 S N + - S i i N + - Experiência de Oersted: O físico químico dinamarquês Hans C.Oersted verificou em 1820 que ao aproximarmos uma agulha magnética a um fio condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, ocorre desvio na agulha magnética. Em outras palavras, ele descobriu que uma corrente elétrica percorrendo um fio condutor cria um campo magnético.

13 Campo magnético criado em um fio Condutor Quando um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica, cria-se um campo magnético de tal forma que o vetor campo magnético é perpendicular ao plano que contém o fio.

14 Visto em perspectiva Visto de cima Visto de lado r B Grandeza orientada do plano para o observador (saindo do plano) Grandeza orientada do observador para o plano (entrando no plano) i Regra da mão direita

15 Módulo do Campo Magnético em fio condutor Coube a dois franceses, Jean- Baptiste-Biot e Félix Savart, a formulação da equação que permitiu calcular a intensidade do campo magnético gerado por uma corrente elétrica. Aplicando a lei de Biot-Savart: B Onde: 2. d B: módulo do vetor campo magnético (T-Tesla) i: corrente elétrica ( A) i d: distância perpendicular entre o fio condutor e o ponto P onde se encontra o vetor campo magnético (m) 0 : permeabilidade magnética no vácuo = T.m/A o

16 (FESP-PE-adaptado) Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente de intensidade 3,0 A. Qual a intensidade do campo magnético do fio a 50 cm? Resolução: A intensidade do campo a 0,5 m de distância do fio é: -7 o i B 1, d 2..0,5 6 T. Tesla Unidade de campo magnético.

17 As linhas de campo entram por um lado da espira e saem pelo outro, conforme a regra da mão direita. Módulo Corrente no sentido Horário: Onde: B: módulo do vetor campo magnético no centro da espira (T) i: corrente elétrica ( A) R: raio da espira (m) 0 : permeabilidade magnética no vácuo = T.m/A Direção e Sentido Regra da Mão Direita Corrente no sentido Anti-horário:

18 O solenóide é um dispositivo em que um fio condutor é enrolado em forma de espiras não justapostas. O campo magnético produzido próximo ao centro do solenóide (ou bobina longa) ao ser percorrido por uma corrente elétrica i, é praticamente uniforme (intensidade, direção e sentido constantes). Esta característica nos permite analisar o solenóide como um imã.

19 L i i Onde: B: módulo do vetor campo magnético (T) i: corrente elétrica ( A) N: nº de espiras L: comprimento do solenóide (m) 0 : permeabilidade magnética no vácuo = T.m/A Módulo Direção e Sentido Regra da Mão Direita

20 (OSEC-SP) Um solenóide compreende espiras por metro. Qual é o campo magnético na região central do solenóide, quando passa uma corrente de 0,2 A? (FAAP-SP) Duas retas paralelas conduzem correntes com a mesma intensidade i = 10 A. Calcule a intensidade do campo magnético no ponto P, situado no plano das retas, conforme a figura. (OSEC-SP) Duas espiras circulares concêntricas e coplanares, de raios 3π m e 5 π m são percorridas por correntes de 3 A e 4 A, como mostraa figura. Calcule o módulo do vetor indução magnética no centro das piras.

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