Eletromagnetismo
• Ímãs, quando suspensos e longe de fios percorridos por corrente elétrica, alinham-se aproximadamente com o eixo norte-sul terrestre.
• A terra pode ser considerada um grande imã.
• Polos de mesmo nome se repelem e pólos de nomes diferentes se atraem.
• Inseparabilidade de pólos magnéticos: ao se dividir um imã, os dois pedaços resultantes terão sempre um pólo norte e um polo sul.
• Campo Magnético: região que o ímã gera ao seu redor, em que materiais ferromagnéticos sofrem a ação de uma força.
→Representado por linhas (linhas de campo), que são orientadas por pequenas setas, que indicam que o campo sai do polo norte e se dirige ao polo sul do ímã.
→As regiões em que as linhas de campo se encontram mais próximas umas das outras são as regiões nas quais o campo é mais intenso, o que ocorre nas proximidades dos polos.
→Na região em que as linhas estão mais afastadas umas das outras, o campo apresenta menor intensidade.
→A bússola se orienta pelo campo magnético terrestre, sendo alterado por imãs.
→A unidade de medida do campo magnético no SI é o tesla (T).
• Força Magnética:
→F = |q|・v・B・sen θ
- F = intensidade da força magnética em newtons (N).
- q = carga elétrica em coulombs (C).
- v = intensidade da velocidade da carga elétrica em m/s.
- B = intensidade do campo magnético em tesla (T).
- θ = ângulo entre vetores velocidade (v) e campo magnético (B).
→A direção e o sentido da força magnética em uma carga elétrica são dados pela regra da mão direita: Com a mão direita, deve-se alinhar o vetor B com os dedos esticados e o vetor v com o polegar direito; a direção e o sentido da força F são fornecidos pela palma da mão.
- Se a velocidade (v) for paralela (θ = 0 ou θ = 180º) ao campo magnético (B), F = 0 e a trajetória da partícula será retilínea.
- Se v for perpendicular (θ = 90º) a B, F = |q|・v・B e a trajetória da partícula será circular, então a força magnética fará papel de força centrípeta. Logo, Fmag = Fcp. Temos, então: |q|・v・B = (m.v^2)/R. Substituindo, o raio da trajetória é:
- Nos demais casos (quando v não é paralela nem perpendicular a B), a trajetória será heliocoidal.
• Campo Magnético:
→Ao redor de um fio condutor percorrido por uma corrente elétrica, existe um campo magnético circular.
→Para obter o sentido do campo, posicionamos os dedos da mão direita indicando o sentido da corrente. A mão indicará o sentido do campo.
- i = corrente em ampere (A).
- d = distância do fio ao ponto que se quer medir o campo magnético em m.
- µ = permeabilidade magnética do meio em que o fio está imerso. Para o vácuo = 4π..10^(-7) Tm/A.
- B = intensidade do campo magnético em tesla (T).
→A corrente elétrica i que percorre um condutor, de comprimento L, sofre uma força magnética F quando submetida a um campo magnético B.
- F = B・i・L・sen θ
→2 fios próximos percorridos por correntes elétricas vão interagir entre si. Ou seja, o campo magnético produzido por um fio afeta o outro fio.
- Campo gerado pelo fio 1 sobre o fio 2:
- A força que o fio 2 sofre por estar imerso no campo B1 é:
- A intensidade da força F de interação magnética entre 2 fios de comprimento L, separados por uma distância d e percorridos por correntes i1 e i2 é:
Fluxo Magnético (Φ)
• Φ = B・A・cos θ
→B = campo em tesla (T)
→A = área em metro quadrado (m2)
→θ = ângulo entre o vetor do campo magnético (B) e a Força normal da superfície.
• Lei de Faraday: existirá uma força eletromotriz (𝜺) induzida toda a vez que variar o fluxo magnético.
Ondas Eletromagnéticas
• Ondas eletromagnéticas: ao ser acelerada ou freada, uma carga elétrica cria um campo magnético, que se propaga em todas as direções no espaço na forma de ondas transversais, sem a necessidade de um meio material.
• No vácuo, as ondas se propagam com velocidade 3.108 m/s, conhecida como a velocidade da luz, que é a máxima velocidade possível no universo.
• Espectro eletromagnético: as ondas podem ser classificadas a partir da sua frequência ou comprimento de onda.
→Frequências menores (vermelhas) não são percebidas por nossa visão e correspondem às frequências de radiação infravermelho (ondas de calor), microondas, ondas de rádio e TV.
→Frequências maiores (violeta) também não são percebidas por nós e correspondem à radiação ultravioleta, raio X e raios gama.
→Quanto maior a frequência, mais energética é a radiação.
→Quanto maior a frequência, menor o comprimento da onda.
→v = λ・f
- v = velocidade da onda em metros por segundo (m/s)
- λ = comprimento da onda em metros (m)
- f = frequência da onda em hertz (hz)
→Para ondas eletromagnéticas, temos: c = λ・f
- c = 3.10^8 m/s
Fonte: CERICATO, Lauri. et al. Revisão Anual de Física - Módulo 4. São Paulo, SP: Editora FTD, 2018.
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