5. fontes do campo magnético: campo magnético criado por uma corrente num condutor (lei de...

Download 5. Fontes do campo magnético: campo magnético criado por uma corrente num condutor (lei de Biot-Savart, lei Ampère), magnetismo na matéria. Em 1820, Hans

Post on 18-Apr-2015

103 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Slide 1
  • 5. Fontes do campo magntico: campo magntico criado por uma corrente num condutor (lei de Biot-Savart, lei Ampre), magnetismo na matria. Em 1820, Hans Oersted descobriu que uma agulha de bssola, que magntica, desviada quando colocada perto de uma corrente elctrica Esta experincia mostra que a corrente elctrica uma fonte de campo magntico Cargas elctricas produzem campo elctrico cargas elctricas em movimento (corrente) produzem campo magntico. O campo magntico no ponto P, produzido por uma corrente I atravs do comprimento do fio LEI DE BIOT-SAVART o = 4 x 10 -7 T. m / A 1
  • Slide 2
  • O campo magntico total ser Regra da mo direita para determinar a direco do campo magntico Em volta de um fio longo transportando uma corrente, as linhas do campo magntico formam crculos em torno do fio. Linhas de campo magntico ao redor do fio com corrente I evidenciadas com limalhas de ferro 2 Mdulo do campo magntico gerado pelo fio
  • Slide 3
  • 3 Em volta de um fio longo transportando uma corrente, as linhas do campo magntico formam crculos em torno do fio.
  • Slide 4
  • FORA MAGNTICA ENTRE DOIS CONDUTORES PARALELOS 4 A corrente do fio 2 gera um campo magntico na posio do fio 1. perpendicular ao fio 1. A fora magntica sobre o fio 1 Em termos de fora magntica por unidade de comprimento Esta equao pode ser aplicada tambm a um fio de comprimento infinito
  • Slide 5
  • 5 Supor agora que a corrente do fio 1 gera um campo magntico na posio do fio 2. perpendicular ao fio 1. Os fios se atraem Correntes em direces opostas se repelem Quando as correntes esto em direces opostas, as foras magnticas tm sentidos opostos e os fios se repelem Correntes na mesma direco se atraem
  • Slide 6
  • 6 A expresso utilizada para definir o Ampre: Definio do Coulomb
  • Slide 7
  • 7 LEI DE AMPRE Com a lei de Gauss, que uma relao entre a carga elctrica e o campo elctrico produzido por esta carga, podamos determinar o campo elctrico em situaes altamente simtricas. Agora estudaremos a lei de Ampre, que uma relao anloga no magnetismo s que uma relao entre uma corrente e o campo magntico que esta corrente produz. Calculamos o produto para um pequeno segmento de comprimento ds sobre a trajectria circular da Figura b. (b) a bssola aponta na direco de (a) A bssola aponta sempre na mesma direco norte geogrfico) B constante e a soma dos produtos Bds sobre toda a trajectria fechada a integral de linha de Lei Ampre Para qualquer trajectria temos
  • Slide 8
  • 8 LINHAS DE CAMPO MAGNTICO NUMA ESPIRA CIRCULAR Linhas de campo magntico ao redor de uma espira com corrente I evidenciadas com limalhas de ferro Lneas de campo creado por una espira circular
  • Slide 9
  • 9 Exemplo 2: Clculo do campo magntico criado por uma bobine toroidal Fio condutor enrolado num anel no condutor (toro) So N espiras, cada uma conduz uma corrente I Campo magntico criado dentro do toro B=0 fora da bobine
  • Slide 10
  • 10 Exemplo 3: Clculo do campo magntico de um solenoide O campo magntico gerido por um solenide com as espiras mais espaadas. Solenide compacto b) O campo no espao interior do solenide intenso e quase uniforme. Imane (a) (b)(c) Um fio longo enrolado formando uma bobina em espiral chamado de solenide.
  • Slide 11
  • 11 SOLENIDE
  • Slide 12
  • 12 Solenide ideal Para calcular o campo magntico dentro do solenide utilizamos a lei de Ampre considerando a trajectria tracejada. O campo magntico fora do solenide nulo. Seco recta longitudinal do solenide
  • Slide 13
  • 13 MAGNETISMO NA MATRIA Para compreender por que alguns materiais so magnticos, importante analisar o movimento de electro no tomo, considerando o modelo estrutural de Bohr. Bohr supe que os electres no tomo descrevem rbitas circulares em torno do ncleo de massa muito maior Cada electro numa rbita representa uma espira de corrente muito pequena. I I corrente na direco convencional momento magntico associado com o movimento do electro em torno do ncleo e Na maioria das substncias, de um electro num tomo cancelado pelo de um outro electro no mesmo tomo que est orbitando na direco oposta o resultante nulo ou muito pequeno, para a maioria dos materiais
  • Slide 14
  • 14 Alm de seu momento angular orbital, um electro tem um momento angular intrnseco, chamado SPIN, que tambm contribui para seu momento magntico. O momento magntico de spin da mesma ordem de grandeza do momento magntico orbital. Em tomos ou ies que contm muitos electres, vrios desses electres esto emparelhados com seus spins em direces opostas num cancelamento dos momentos magnticos de spin. Para um nmero mpar de spins pelo menos um electro estar desemparelhado material tem momento magntico resultante que conduz a vrios tipos de comportamento magntico.
  • Slide 15
  • 15 MATERIAIS FERROMAGNTICOS Ferro, Cobalto, Nquel, Gadolnio e Disprsio so materiais fortemente magnticos, sendo chamados de ferromagnticos. So materiais usados para fabricar ms permanentes, contm tomos com momentos magnticos de spin que tendem a se alinhar paralelos uns aos outros, mesmo na presena dum campo magntico externo fraco. Uma vez que os momentos esto alinhados, a substncia permanece magnetizada mesmo aps o campo externo ser removido. AMOSTRA DESMAGNETIZADA AMOSTRA MAGNETIZADA Quando o campo externo removido, a amostra pode reter a maior parte de seu magnetismo. Todos os materiais ferromagnticos contm regies microscpicas ( ), denominadas domnios, dentro das quais todos os momentos magnticos esto alinhados.
  • Slide 16
  • 16 MATERIAIS NO FERROMAGNTICOS Quando se aplica o campo magntico so induzidas pequenas correntes microscpicas que se opem nos seus efeitos magnticos s variaes do campo aplicado. Comportamento DIAMAGNTICO momentos magnticos em oposio ao campo magntico aplicado. Comportamento PARAMAGNTICO, aplicando-se um campo magntico, h a possibilidade de alinhar os momentos magnticos atmicos individuais e o campo magntico intensifica-se. Supercondutores Diamagnetismo perfeito Exemplo:

Recommended

View more >