Campo Magnético Introdução ao magnetismo. Pólos magnéticos Campo magnético Linhas de campo magnético Campo magnético criado por correntes eléctricas e magnetes Campo magnético terrestre. Campo magnético criado por correntes rectilíneas e circulares Força magnética sobre uma carga pontual em movimento Força magnética sobre correntes eléctricas Aplicações: galvanómetros, motores, altifalantes 1/27
Introdução ao Magnetismo. Pólos Magnéticos Os ímans ou magnetes são materiais naturais conhecidos à milhares de anos: Terão sido descobertos pelas antigas civilizações da Ásia Menor. Há quase mil anos começaram a ser usados como bússolas. São actualmente usados em numerosas aplicações do dia-a-dia. As forças de interacção entre ímans denominam-se forças magnéticas. Qualquer magnete, independentemente da sua forma, tem sempre dois pólos magnéticos designados por pólo norte (N) e pólo sul (S). Pólos magnéticos iguais repelem-se e pólos magnéticos diferentes atraem-se. Não se consegue isolar um pólo magnético: por mais que se seccione um magnete obtêm-se sempre pares de pólos N e S. Não existem monopolos magnéticos, ou seja, cargas magnéticas reais! 2/27
Campo Magnético Tal como as interacções eléctricas podem ser descritas através do conceito de campo eléctrico, as interacções magnéticas são descritas através de uma grandeza vectorial denominada campo magnético. As interacções de natureza magnética podem ser descritas através da grandeza campo de indução magnética, B &, que passaremos a designar apenas por campo magnético. A unidade de campo de indução magnética no SI é o tesla (símbolo T). O campo magnético gerado pelos magnetes permanentes mais fortes é da ordem de 1.3 T. A ordem de grandeza do campo magnético terrestre é de apenas 10-4 T. Os magnetes criam à sua volta um campo magnético, do mesmo modo que as cargas eléctricas criam à sua volta um campo eléctrico. 3/27
Linhas de Campo Magnético Pode-se representar o campo magnético através das linhas de força, que indicam em cada ponto a direcção e sentido do campo magnético: A direcção do campo magnético é tangente às linhas de força em cada ponto. O número de linhas de campo magnético por unidade de área transversal é proporcional à intensidade do campo magnético. As linhas de força do campo magnético criado por um magnete saem do pólo norte, entram no pólo sul e continuam dentro do íman na direcção do pólo norte, formando portanto linhas fechadas. 4/27
Linhas de Campo Magnético Linhas de força criadas pela interacção de pólos magnéticos opostos ou iguais. Campo uniforme criado na região entre os braços de um magnete em forma de U. 5/27
Campo magnético criado por correntes eléctricas Só no séc. XIX se descobriu (Oersted, 1819) que as correntes eléctricas também produzem campos magnéticos. Posteriormente verificou-se que uma carga em movimento também produz um campo magnético, enquanto que uma carga em repouso apenas produz um campo eléctrico. Sem corrente eléctrica no fio: a agulha aponta para o norte Com corrente eléctrica no fio: a agulha é deflectida 6/27
Campo magnético criado por correntes eléctricas Campo magnético criado por uma corrente rectilínea e infinita: As linhas de força são circunferências, pois a intensidade do campo só depende da distância à corrente (continuarão a ser circunferências se o fio for finito, mas a intensidade do campo será dependente da posição ao longo do fio). O campo é perpendicular à corrente, com sentido dado pela regra da mão direita. A intensidade do campo deve diminuir com o aumento da distância à corrente. 7/27
Campo magnético criado por correntes eléctricas Campo magnético criado por um anel ou espira percorrida por uma corrente: As linhas de força passam pelo interior do anel e fecham-se por cima ou por baixo deste. Sobre o eixo da espira o campo magnético tem a direcção do próprio eixo. Espera-se que a intensidade do campo diminua com o aumento da distância à espira. 8/27