introdução ao eletromagnetismo germano maioli penello 15/10/2012 site do curso...

Introdução ao Eletromagnetismo

Germano Maioli Penello

15/10/2012

Site do cursowww.if.ufrj.br/~germano/IntroEletro_2012-2.html

•   Introduzir os  conceitos básicos de eletricidade e magnetismo, bem como ilustrar suas diversas aplicações.

Objetivos

Término do curso

•   Construção das Equações de Maxwell a partir de observações experimentais.

•   Introduzir os  conceitos básicos de eletricidade e magnetismo, bem como ilustrar suas diversas aplicações.

Objetivos

Programa• A Lei de Coulomb• O Campo Elétrico • A Lei de Gauss• O Potencial Elétrico• Capacitores e Dielétricos • Corrente e Resistência• Força Eletromotriz e Circuitos DC

• O Campo Magnético • Fonte de Campo Magnético • A Lei de Ampère e a Lei de Biot-Savart • A Lei de Faraday • Indutância• Magnetismo em Meios Materiais

Critérios de aprovação• P1, P2 (possibilidade de listas de exercício valendo nota).

• Mp = (P1 + P2)/2        Mp >= 7.0,  APROVADO

• P3.

• Mf = (Mp + P3)/2

• Mf >= 5,  APROVADO

• No caso de falta justificada em uma das provas P1 ou P2, o aluno deverá realizar uma segunda chamada.   

• No caso de falta de duas provas, o aluno será reprovado.

Bibliografia

Física 3 (12a edição)     Young, H.D. & Freedman, R.A. Pearson Education 

Fundamentos de Física (4a edição )     D. Halliday. R. Resnick and J. Walker - John Wiley & Sons, Inc.

Curso de Física Básica 3 (Eletromagnetismo)     H. Moysés Nussenzveig - Editora Edgard Blücher Ltda

Bibliografia

Física 3 (12a edição)     Young, H.D. & Freedman, R.A. Pearson Education 

Fundamentos de Física (4a edição )     D. Halliday. R. Resnick and J. Walker - John Wiley & Sons, Inc.

Curso de Física Básica 3 (Eletromagnetismo)     H. Moysés Nussenzveig - Editora Edgard Blücher Ltda

CronogramaEm construçao!

Experimentos

Videos gentilmente cedidos pela professora Maria Antonieta

Bastões neutros Bastões isolantes 1

Bastões isolantes 2 Bastões isolantes 1 e 2

Cargas elétricas

Bastões isolantes 1 e 2

Bastões isolantes 2Bastões isolantes 1

Lei de Du Fay

Existem dois tipo de cargas elétricas.

Cargas elétricas do mesmo tipo se repelem e cargas elétricas de tipos diferentes se atraem.

Charles–François Du Fay (1698-1739)

Outros fatos experimentais

Não é possível modificar a carga elétrica total de um sistema que

esteja isolado.

Benjamim Franklin

Conservação de carga elétrica

Força elétrica

Repulsão Atração

Isolantes e condutoresMaterial isolante Material condutor

Condutor

Isolantes e condutores

De uma maneira simplificada, define-se:

Isolantes são materiais que as cargas elétricas têm dificuldade de se deslocar.

Condutores são materiais onde as cargas elétricas se deslocam com facilidade.

Isolantes e condutores

Eletrização por indução

Eletroscópio

Eletrização por indução

Eletroscópio

Por que é difícil visualizarmos estes fenômenos no nosso cotidiano?Em outras palavras: Por que é difícil realizar estas experiências no Brasil?

Pergunta

Em um sistema isolado, dois materiais inicialmente neutros trocam cargas por atrito. Se um material fica carregado com carga total positiva, segue que o outro material ficará :

(a) carregado com a mesma quantidade de carga positiva

(b) carregado com a mesma quantidade de carga negativa

(c) carregado positivamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

(d) carregado negativamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

Pergunta

Em um sistema isolado, dois materiais inicialmente neutros trocam cargas por atrito. Se um material fica carregado com carga total positiva, segue que o outro material ficará :

(a) carregado com a mesma quantidade de carga positiva

(b) carregado com a mesma quantidade de carga negativa

(c) carregado positivamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

(d) carregado negativamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

Pergunta

A interação eletromagnética é 1036 vezes mais intensa quando comparada com a interação gravitacional. Por que a interação eletromagnética não é levada em consideração no cálculo de trajetórias, por exemplo, de planetas?

Duas distribuições podem ser consideradas pontuais quando as suas dimensões são muito menores do que

a distância entre elas.

Cargas pontuais

Esferas condutoras

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas iguais

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas iguais

Para onde apontam as forças neste sistema?q1

q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Nunca esqueça o vetor unitário! Qual a importância da notação vetorial?

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas diferentes

Para onde apontam as forças neste sistema?

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas diferentes

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas diferentes

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas diferentes

q1q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Cargas diferentes

q1 q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

q1 q2

q1 q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências

Note bem que até agora não falamos em momento algum da distância entre as cargas.

E se aproximarmos as cargas, o que acontece com a força?

Lei de Coulomb

E se aproximarmos as cargas, o que acontece com a força?

Lei de Coulomb

Lei de Coulomb

q1 q2

q1 q2

Lei de Coulomb

Lei de Coulomb

Princípio da superposição

O que acontece se adicionarmos mais uma carga ao sistema?

q1

q2

q0

Considerando que todas as cargas são positivas, como descrever a força na carga q0?

Princípio da superposição

q1

q2

q0

Princípio da superposição

q1

q2

q0

Princípio da superposição

q1

q2

q0

Princípio da superposição

q1

q2

q0

Princípio da superposição

q1

q2

q0

Princípio da superposição:

Força resultante em q0 é igual a soma das forças F01 e F02

Princípio da superposição

q1

q2

q0

Princípio da superposição:

Força resultante em q0 é igual a soma das forças F01 e F02

IMPORTANTE: SOMA VETORIAL!

Princípio da superposição

q0

Como realizar esta soma?

• Somando os módulos?

• Definindo eixos e somando componentes?

Princípio da superposição

q0

Como realizar esta soma?

• Somando os módulos?

• Definindo eixos e somando componentes?

Princípio da superposição

q0x

y

Representando a soma vetorial algebricamente:

Princípio da superposição

q0