Aula 13- 2023.1- Instrumentação II, Interação de Campos Magnético em fios com Corrente, professor Rafael, nesta sexta, 08

Curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité. O professor Rafael ministrando a disciplina de Instrumentação II-experiências de Eletromagnetismo e o professor Joseclésio ministrando a disciplina da teoria do Eletromagnetismo.

 Nesta aula 13  da disciplina de Instrumentação em ciências e suas tecnologias II, ministrada pelo professor Rafael, veremos uma aplicação da força magnética e parte da Lista de exercícios VI. 

Na próxima aula, veremos aplicações das ondas eletromagnéticas e na aula 20 mediremos a espessura de um fio de cabelo com uma ponteira laser.

 

Foi visto 

           

 Se o elétron penetrar sem ser perpendicular ao campo magnético a sua trajetória não será circular. Lembre-se que a relação entre os vetores força magnética e o campo magnético é dada por 

F = qvxB, 

com q sendo a carga elétrica da partícula, vxB, produto vetorial entre v e B. Os vetores v e B são perpendiculares ao vetor fora magnética F.  

Se  v e B são perpendiculares, o módulo da força magnética é

F=qvB.

Quando um condutor de comprimento L for submetido por uma corrente I(A), a força magnética torna-se: 

F = BIL.

Pois, 

V=L/t , 

fornece

F=qvB=BqL/t=BLq/t=BiL.

Cqd.

(como queríamos demonstração).

 A unidade do campo magnético, no SI, é o T(Tesla).

Aplicação

Utilizando materiais de baixo custo pode ser verificado as interações magnéticas.

Leia mais

 Considere um fio longo sendo percorrido por uma corrente elétrica i_1 ao lado de outro fio paralelo com uma corrente i_2 no mesmo sentido da corrente i_1. Verifica-se experimentalmente que a força magnética sobre o fio com corrente i_2 será de atração e de intensidade proporcional as correntes, ao comprimento do fio e inversamente a distância de separação D:

F=k(i_1i_2 L)/D

A unidade de medida de corrente elétrica ampère(A) é definida a partir desse força entre os dois fios.

Distinguir os geradores de corrente contínua e corrente alternada.

Demonstração.

O campo magnético sobre o fio com corrente 1_2, torna-se:

A força  magnética sobre o fio 2 resulta em::

Cqv

Segue algumas questões da Lista VI, que será completada e enviada em PDF.

(ENEM/2017) Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador utilizando: um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras circulares de área A;  dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo magnético uniforme de intensidade B; e um sistema de engrenagens que lhe permite girar as espiras em torno de um eixo com uma frequência f. Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i. Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador mantendo constante o valor da corrente de curto i, o estudante deve dobrar o(a)

a) número de espiras. b) frequência de giro. c) intensidade do campo magnético. d) área das espiras. e) diâmetro do fio.

(ENEM/2017) Um guindaste eletromagnético de um ferro-velho é capaz de levantar toneladas de sucata, dependendo da intensidade da indução magnética em seu eletroímã. O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, sendo geralmente construído enrolando-se um fio condutor ao redor de um núcleo de material ferromagnético (ferro, aço, níquel, cobalto). Para aumentar a capacidade de carga do guindaste, qual característica do eletroímã pode ser reduzida?

 a) Diâmetro do fio condutor. b) Distância entre as espiras. c) Densidade linear de espiras. d) Corrente que circula pelo fio. e) Permeabilidade relativa do núcleo. 

 (ENEM 2015)- Considere dois fios condutores retilíneos, extensos e paralelos, separados de 10 cm e situados no vácuo. Considere, também, que cada condutor  é percorrido por correntes elétricas cujos valores são i_1 = 4A e i_2 = 12A, em sentidos opostos. Nessa situação, pode-se caracterizar a força magnética, para cada metro linear dos fios, como sendo?

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