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Microfone e Altifalante - Resumindo

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Microfone

Altifalante

Instalam-se nos circuitos elétricos para:

• Microfone – transforma vibração mecânica em corrente elétrica alternada de baixa frequência

• Altifalante – transforma corrente elétrica alternada em vibrações mecânicas que reconstroem o som inicial

• Ambos funcionam com base em fenómenos eletromagnéticos, porque criam campos

𝑬 e 𝑩

Finalidades Finalidades

Campo Magnético. Unidades SI

• As interações magnéticas são devidas a ímanes naturais e a correntes elétricas

• Há uma perturbação do espaço que rodeia tanto os ímanes como as correntes elétricas que fluem nos circuitos Esta perturbação manifesta-se por forças exercidas nos ímanes e nas cargas elétricas em movimento, que originam os campos magnéticos

• o campo magnético é uma grandeza vetorial que se manifesta através da ação que exerce sobre ímanes e correntes elétricas. o campo magnético tem urna indução magnética que se representa pelo vetor B

• A unidade SI da intensidade de indução magnética (B) é o tesla (símbolo: T) que homenageia o físico croata, naturalizado americano, Nikola Tesla (1856-1043). Por exemplo. o campo magnético terrestre tem uma indução que vale cerca de 50 µT

Campo Magnético. Unidades SI

Campo Elétrico. Unidades SI

• Um condutor eletrizado e um campo magnético variável originam um campo de forças no espaço que os rodeia. Estas forças manifestam-se através da acção que exercem nas cargas elétricas. Diz-se que existe um campo elétrico no espaço que rodeia qualquer distribuição de cargas elétricas.

• O campo elétrico é uma perturbação que tem a sua origem em cargas elétricas e em campos magnéticos variáveis. É uma grandeza vetorial que se representa pelo vetor E

• Para caracterizar o vetor campo elétrico, coloca-se uma carga elétrica pontual positiva (q0), chamada carga de prova, em cada ponto. Uma força elétrica exerce a sua ação sobre essa carga de prova

• A partir da força elétrica e do valor da carga de prova, define-se a grandeza campo elétrico que se caracteriza em cada ponto do espaço:

• Direção – da força que atua na carga de prova • Sentido – da força que se exerce na carga de prova • Intensidade – da força que atua na carga de prova sobre a unidade de carga

elétrica positiva colocada nesse ponto - N C-1

Linhas de Campo

Faraday foi quem se referiu pela primeira vez às linhas de campo

quando pretendeu visualizar pela primeira vez o espetro magnético de

um iman

As interações gravitacionais, magnéticas e elétricas são, atualmente, descritas por linhas de campo. É por isso que o conceito de campo desempenha um papel-chave que torna uniforme as interpretações físicas do Universo.

Linhas de Campo Magnético

Linhas de indução magnética permitem a visualização do campos magnético:

• Em cada ponto 𝑩 é tangente às linhas de campo.

• Existem zonas em que as linhas de campo se encontram mais próximas, noutras mais afastadas e noutras são paralelas.

• O número de linhas de campo, por unidade de área, é proporcional à intensidade do campo:

• Zonas mais densas de linhas de campo => campo mais intenso

• Zonas menos densas de linhas de campo => campo menos intenso

• Campo magnético aproximadamente uniforme tem linhas paralelas

• As linhas de campo magnético são fechadas

Linhas de Campo Magnético

As linhas de campo magnético não indicam a direção da força de interação com o iman. Essa força tem a direção perpendicular ao

vetor 𝑩

Linhas de Campo Elétrico

Visualizam-se quando se realizam experiências em que se obtêm espetros elétricos. Os campos são criados por condutores metálicos eletrizados. As linhas de campo

podem materializar-se com pó de licopódio

Espetro criado por dois condutores quase pontuais eletrizados com cargas eletricas de sinais contrários

Espetro criado por dois condutores quase pontuais eletrizados com cargas eletricas

do mesmo sinal

Espetro criado por duas barras metálicas paralelas eletrizadas com cargas de sinais

contrários

Linhas de Campo Elétrico

As linhas de campo são úteis na descrição dos campos elétricos:

• Em cada ponto do. espaço, o vetor campo elétrico 𝑬 é tangente às linhas de campo e tem o sentido dessas linhas

• As linhas de campo iniciam-se nas cargas positivas e terminam nas cargas negativas

• O número de linhas de campo que atravessam a unidade de superfície, colocada perpendicularmente a essas linhas, é proporcional ao módulo da intensidade do campo elétrico. Isto significa que a intensidade do campo elétrico é maior nas zonas mais densas das linhas de campo

• As linhas de campo elétrico uniforme são paralelas

Linhas de Campo Elétrico

{ Fluxo magnético

Indução Eletromagnética

Fluxo Magnético através de

uma e várias espiras

Quando o íman se move, aproximando-se da espira condutora circular o ponteiro do

galvanómetro acusa Passagem da corrente

• O fluir da corrente na espira condutora é devido ao fluxo de linhas de campo que atravessam a superfície delimitada por essa espira.

• Se o íman estiver muito afastado da espira só algumas linhas de campo atravessam a superfície. A indução magnética no interior da espira é pouco intensa e vice versa.

• Se aumentar a área da superfície delimitada pela espira e o íman se move nas proximidades aumenta o número de linhas que atravessam a referida área. A indução magnética

• no interior da espira condutora é ainda mais intensa.

Fluxo Magnético através de

uma e várias espiras

Estes efeitos traduzem-se por uma grandeza física que também está relacionada com o número d linhas de

campo que atravessam uma determinada área

FLUXO MAGNÉTICO - 𝜱

𝜱 = 𝑩𝑨 𝐜𝐨𝐬 𝜶

O FLUXO MAGNÉTICO QUE ATRAVESSA A ESPIRA É

PRODUTO DA COMPONENTE DO VETOR B PERPENDICULAR À

SUPERFICIE (B cos 𝜶) PELA ÁREA A

Fluxo Magnético através de

uma e várias espiras

Quando o íman se move, aproximando-se da espira condutora circular o ponteiro do

galvanómetro acusa Passagem da corrente

• Há corrente de indução ou induzida na espira condutora desde que varie:

1. A intensidade de

indução magnética ( 𝐵)

2. A orientação relativa das linhas de campo e a área da espira condutora

Fluxo Magnético através de

uma e várias espiras

FLUXO MAGNÉTICO - 𝜱 − Unidade SI

𝜱 = 𝑩𝑨 𝐜𝐨𝐬 𝜶

• Fluxo magnético 𝜱 – weber (Wb)

• Intensidade de indução magnética (B) – tesla (T)

• Área da superfície plana (A) – metro quadrado (m2)

Fluxo Magnético através de

uma e várias espiras

FLUXO MAGNÉTICO - 𝜱

𝜱 = 𝑩𝑨 𝐜𝐨𝐬 𝜶

Lâmpada acende só pelo movimento do íman no interior da bobina

CONCLUSÃO - para obter uma corrente induzida num circuito elétrico, é necessário

variar o número de linhas de campo magnético que o atravessam.

Indução Eletromagnética

Movimento de um íman potente no interior de uma bobina

Indução Eletromagnética

Variação do campo magnético criado por uma corrente elétrica

Uma bobina e uma pilha seca

constituem primeiro circuito.

Bobina e um galvanómetro que serve para

destetar a corrente

formam o segundo circuito.

Estabelecendo e de seguida interrompendo o primeiro circuito, o galvanómetro acusa passagem de corrente no outro circuito elétrico

CONCLUSÃO - a variação do campo magnético do primeiro circuito induz no outro uma corrente elétrica. Essa

variação é conseguida quando se estabelece e, imediatamente, se interrompe o circuito.

Indução Eletromagnética

As correntes que se produzem por indução eletromagnética chamam-se correntes de indução ou

correntes induzidas. O circuito elétrico percorrido pela corrente induzida designa-se por circuito induzido. O

campo magnético responsável pela indução eletromagnética é o campo indutor