Magnetismo. Aula 06/10/2016

Transcrição

1 Magnetismo { Aula 06/10/2016

2 Experiências mostraram que um campo magnético pode ser gerado não apenas por ímãs, mas também por correntes elétricas. Hoje atribui-se o magnetismo dos ímãs a existência de micro correntes no seu interior. Desta forma, a origem de qualquer campo magnético é atribuída as cargas elétricas em movimento. MAGNETISMO

3 MAGNETISMO O termo magnetismo resultou do nome Magnésia, região da Ásia Menor (Turquia), devido a um minério chamado magnetita (ímã natural) com a propriedade de atrair objetos ferrosos à distância (sem contato físico). A Magnetita é um mineral magnético formado pelos óxidos de ferro II e III cuja fórmula química é Fe 3 O 4

4 O mineral apresenta forma cristalina isométrica, geralmente na forma octaédrica. É um material quebradiço, fortemente magnético, de cor preta, de brilho metálico, com densidade de 5,18 g/cm 3. A magnetita é a pedra-ímã mais magnética de todos os minerais da Terra, e a existência desta propriedade foi utilizada para a fabricação de bússolas. MAGNETISMO O magnetismo é um fenômeno básico no funcionamento de motores elétricos, geradores, reprodução de voz e imagens, gravação de informações na memória do computador e várias outras aplicações tecnológicas.

5 Polos magnéticos Um ímã não apresenta propriedades magnéticas em toda a sua extensão, mas só em certas regiões, chamadas regiões polares. Quando o ímã tem forma de barra as regiões polares são as extremidades da barra. Entre as regiões polares há uma região que não possui propriedades magnéticas: região neutra. Um ímã sempre possui dois polos com comportamentos opostos: o polo norte e o polo sul magnéticos.

6 Fenômenos Magnéticos PRINCÍPIO DA ATRAÇÃO-REPULSÃO S N N S S N S N

7 Fenômenos Magnéticos PRINCÍPIO DA INSEPARABILIDADE DOS POLOS A menor porção de um material magnético apresenta dois polos.

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9 Definição de B Vamos definir B em termos da força magnética F B exercida sobre uma partícula de prova eletricamente carregada e em movimento.

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11 Determinação da Força Magnética Quando a força é zero? - Carga é zero - Velocidade é zero - v e B são paralelos ou antiparalelos Quando a força é máxima? - v e B são perpendiculares

12 Determinação da Força Magnética A unidade de B no sistema internacional é o newton por coulomb-metro por segundo. Chamada de Tesla (T): Lembrando que coulomb por segundo equivale a um Ampère, temos Uma unidade de B, antiga, que não pertence ao sistema internacional, mas ainda muito usada é o gauss (G). A relação entre o gauss e o testa é a seguinte:

13 A Força de Lorentz é a superposição da força elétrica, proveniente de um campo elétrico E, com a força magnética, devido a um campo magnético B, que atua sobre uma partícula carregada eletricamente se movendo no espaço. Força de Lorentz

14 As linhas de do campo magnético são a representação geométrica do campo magnético; iniciam no polo norte do imã e terminam em seu polo sul; onde estão mais próximas o campo magnético é mais intenso; mais afastadas, o campo magnético é mais fraco.

15 Quando as linhas do campo magnético forem retas paralelas igualmente espaçadas, teremos um campo magnético uniforme. O campo magnético é aproximadamente uniforme: a) no interior de um solenoide; b) No entreferro de um ímã em forma de ferradura; c) entre polos opostos de dois ímãs, colocados frente a frente. N S N S S N S N I V ch (a) (b) (c)

16 Representação gráfica de um Campo Magnético Uniforme (CMU): B B Vista lateral x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x B B Entrando na folha Saindo da folha

17 Campos Cruzados Procedimento adotado por J. J. Thomson equivale aos passos abaixo: 1) Faça E = 0 e B = 0 e registre a posição na tela T do ponto luminoso produzido pelo feixe sem nenhum desvio 2) Aplique o campo E e registre a nova posição do ponto na tela. 3) Mantendo constante o módulo do campo E, aplique o campo B e ajuste o valor do módulo de B para que o ponto volte à posição inicial. (Como as forças estão em oposição, é possível fazer com que se cancelem. A deflexão da partícula no momento em que deixa a região entre as placas é dada por:

18 Campos Cruzados Quando os dois campos da Fig são ajustados para que a força elétrica e a força magnética se cancelem mutuamente (3º passo), Assim, os campos cruzados permitem medir a velocidade das partículas. A deflexão sofrida por uma partícula carregada depois de passar pelo campo elétrico existente entre as duas placas é dada por: Thomson afirmou que essas partículas estavam presentes em todas as formas de matéria e eram mais de 1000 vezes mais leves que o átomo mais leve conhecido (o átomo de hidrogênio). (Mais tarde verificou-se a razão exata e 1836,15.) A medição de m/ q, combinada com as duas afirmações de Thomson, e considerada como a descoberta do elétron

19 Força Magnética e um fio percorrido por corrente

20 Torque em uma espira percorrida por uma corrente

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22 Momento dipolar magnético

23 Momento dipolar magnético