Pular para o conteúdo principal

Campo magnético - condutor retilíneo Aplicações da Lei de Ampère





Há várias situações específicas em que podemos utilizar o cálculo da intensidade do campo magnético (associado a condutores percorridos por corrente elétrica) e, também, a representação desse campo. Uma delas é o campo magnético em um condutor retilíneo.

Nesse caso, precisamos ter em mente que as linhas de campo são representadas por circunferências concêntricas em planos perpendiculares (que formam um ângulo de 90°) em relação ao condutor. O centro dessas circunferências é o próprio condutor.

Se imaginarmos o condutor retilíneo como um fio reto e longo, podemos determinar sua intensidade da seguinte forma, considerando a Lei de Ampère: .

Nesse caso, para simplificar ao máximo os cálculos, a linha fechada escolhida para representar a superfície - e que utilizaremos para determinar o valor do campo magnético - terá o formato circular. Assim, poderemos considerar o campo magnético constante, pois a corrente apresenta a mesma intensidade e a distância de cada ponto da curva ao fio também permanece a mesma - e é chamada de raio.

Também poderemos escrever a Lei de Ampère da seguinte maneira:

. Onde representa o comprimento da circunferência (já que adotamos um círculo para representar nossa linha fechada),
representa a distância de cada ponto da curva até o fio (na verdade, um raio, já que temos um círculo) e representa o campo total.

Dessa forma, temos: . E esta será a relação que utilizaremos sempre que precisarmos determinar a intensidade do campo magnético em um condutor retilíneo e longo.

O sentido do vetor campo magnético é dado pela regra da mão direita. E sua direção é tangente à linha de força no ponto onde estamos determinando o campo magnético, conforme figura:


Na figura:

# representa a corrente elétrica que percorre o fio condutor em seu sentido convencional.
# representa o vetor campo magnético em cada ponto da linha de campo representada por curvas fechadas.
# O sentido do campo é determinado pela regra da mão direita.
# Lembramos que o sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo dos portadores de carga positiva (do pólo positivo da fonte de energia para o pólo negativo), conforme a figura a seguir:

Representação de um campo magnético associado a um condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica em seu sentido convencional.

Observação: É comum utilizarmos vetores com direções perpendiculares a determinados planos de referência. Por isso, quando o vetor campo magnético estiver entrando no plano de referência usaremos o símbolo: . E quando estiver saindo do plano de referência: .

Referências bibliográficas
CARRON, Wilson; GUIMARÃES Oliveira. Física, volume único, Editora Moderna, 2ª edição, SP, 2003.

GASPAR, Alberto. Física, volume único, Editora Ática, 1ª edição, SP, 2001.

GRUPO DE REELABORAÇÃO DO ENSINO de FÍSICA. Física 3: Eletromagnetismo/GREF, 3ª edição, Edusp, SP, 1998.

PARANÁ, Djalma Nunes da Silva; SOROCABA, José Roberto Castilho Piqueira; Andrade, Luís Ricardo Arruda de; CARRILHO, Ronaldo. Física, Coleção Anglo, Ensino Médio, vol. 3, SP, 2002.

UENO, Paulo T. Física no cotidiano - Leituras e atividades, vol. 3, Editora Didacta.

UENO, Paulo T. Física, Novo Ensino Médio, Editora Ática, 1ª edição, SP, 2005.

Comentários

Postagens mais visitadas deste blog

EQUAÇÃO DE 1° GRAU

EQUAÇÃO DE 1° GRAU SENTENÇAS Uma sentença matemática pode ser verdadeira ou falsa exemplo de uma sentença verdadeira a) 15 + 10 = 25 b) 2 . 5 = 10 exemplo de uma sentença falsa a) 10 + 3 = 18 b) 3 . 7 = 20 SENTEÇAS ABERTAS E SENTENÇAS FECHADAS Sentenças abertas são aquelas que possuem elementos desconhecidos. Esses elementos desconhecidos são chamados variáveis ou incógnitas. exemplos a) x + 4 = 9 (a variável é x) b) x + y = 20 (as variáveis são x e y) Sentenças fechada ou são aquelas que não possuem variáveis ou incógnitas. a) 15 -5 = 10 (verdadeira) b) 8 + 1 = 12 (falsa) EQUAÇÕES Equações são sentenças matemáticas abertas que apresentam o sinal de igualdade exemplos a) x - 3 = 13 ( a variável ou incógnita x) b) 3y + 7 = 15 ( A variável ou incógnita é y) A expressão à esquerdas do sinal = chama-se 1º membro A expressão à direita do sinal do igual = chama-se 2º membro RESOLUÇÃO DE EQUAÇÕES DO 1º GRAU COM UMA VARIÁVEL O processo de res

VALOR NÚMERICO DE UMA EXPRESSÃO ALGÉBRICA

Para obter o valor numérico de uma expressão algébrica, você deve proceder do seguinte modo: 1º Substituir as letras por números reais dados. 2º Efetuar as operações indicadas, devendo obedecer à seguinte ordem: a) Potenciação b) Divisão e multiplicação c) Adição e subtração IMPORTANTE! Convém utilizar parênteses quando substituímos letras por números negativos Exemplo 1 Calcular o valor numérica de 2x + 3a para x = 5 e a = -4 2.x+ 3.a 2 . 5 + 3 . (-4) 10 + (-12) -2 Exemplo 2 Calcular o valor numérico de x² - 7x +y para x = 5 e y = -1 x² - 7x + y 5² - 7 . 5 + (-1) 25 – 35 -1 -10 – 1 -11 Exemplo 3 Calcular o valor numérico de : 2 a + m / a + m ( para a = -1 e m = 3) 2. (-1) + 3 / (-1) + 3 -2 + 3 / -1 +3 ½ Exemplo 4 Calcular o valor numérico de 7 + a – b (para a= 2/3 e b= -1/2 ) 7 + a – b 7 + 2/3 – (-1/2) 7 + 2/3 + 1 / 2 42/6 + 4/6 + 3/6 49/6 EXERCICIOS 1) Calcule o valor numérico das expressões: a) x – y (para x =5 e y = -4) (R:

OPERAÇÕES COM RADICAIS

RADICAIS SEMELHANTES Radicais semelhantes são os que têm o mesmo índice e o mesmo radicando Exemplos de radicais semelhantes a) 7√5 e -2√5 b) 5³√2 e 4³√2 Exemplos de radicais não semelhantes a) 5√6 e 2√3 b) 4³√7 e 5√7 ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO 1º CASO : Os radicais não são semelhantes Devemos proceder do seguinte modo: a) Extrair as raízes (exatas ou aproximadas) b) Somar ou subtrair os resultados Exemplos 1) √16 + √9 = 4 + 3 = 7 2) √49 - √25 = 7 – 5 = 2 3) √2 + √3 = 1,41 + 1,73 = 3,14 Neste último exemplo, o resultado obtido é aproximado, pois √2 e √3 são números irracionais (representação decimal infinita e não periódica) EXERCÍCIOS 1) Calcule a) √9 + √4 = 5 b) √25 - √16 = 1 c) √49 + √16 = 11 d) √100 - √36 = 4 e) √4 - √1 = 1 f) √25 - ³√8 = 3 g) ³√27 + ⁴√16 = 5 h) ³√125 - ³√8 = 3 i) √25 - √4 + √16 = 7 j) √49 + √25 - ³√64 = 8 2º CASO : Os radicais são semelhantes. Para adicionar ou subtrair radicais semelhantes, procedemos como na redução de