3 º ANOENSINO MÉDIOFÍSICA PROF. JEAN CAVALCANTE

PROF. NELSON BEZERRA

Unidade IIIEnergia: transformação e conservação

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 14.2Conteúdo

• Campo magnético numa espira de corrente e num solenoide

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Habilidade • Reconhecer a natureza do campo magnético gerado por

uma espira de corrente e um solenoide, bem como saber caracterizar o vetor campo magnético calculando seu módulo.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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• Estudamos na aula anterior como uma partícula carregada, que se movimenta no interior de um campo magnético, sofre um desvio em sua trajetória devido à ação de uma força magnética.

REVISÃO

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• Essa força, sempre perpendicular ao campo magnético e ao vetor velocidade, obriga a partícula carregada a realizar uma trajetória curvilínea no interior do campo magnético.

REVISÃO

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Observe a imagem e relate qual o conteúdo da aula de hoje ela se refere.

DESAFIO DO DIA

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Campo magnético em uma espira circular:Spira, em latim, remete a algo que se enrola.Por isso um fio enrolado é chamado de espira, independentemente de seu formato (retangular ou circular).

AULA

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Para o cálculo do campo magnético, importa apenas a espira circular, cujo campo magnético produzido em seu centro é mais intenso e facilmente calculado.

AULA

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Assim como para o fio retilíneo, a orientação do vetor campo magnético é dada pela regra da mão direita, com o polegar seguindo o sentido da corrente elétrica e os outros dedos indicando o sentido do campo magnético.

AULA

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As características do campo magnético numa espira são:Módulo:

Onde:B é o módulo do vetor campo magnético, dado em teslas (T) no SI.μ é a constante de permeabilidade magnética do meio; no vácuo, ela vale, μ0 = 4π . 10-7 T.m/A;

2 . Rμ . i

B =

AULA

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i é a intensidade de corrente elétrica, dada em ampères (A) no SI;R é o raio da espira, dado em metros (m) no SI.

• Direção: perpendicular ao plano da espira; • Sentido: dado pela regra da mão direita.

AULA

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Exemplo 1:Considere uma espira circular que tenha 10 cm de raio, imersa no vácuo, sendo percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i = 20 A. Qual o módulo, direção e sentido do campo magnético que passa pelo centro da espira?

AULA

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SoluçãoMódulo:

2 . R

2 . 10 . 10-2

μ . i

4 . π . 10-7 . 20

B =

B =

B = 4,0π . 10-5T

PREVIEWAULA

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• Direção: perpendicular ao plano que contém a espira.

• Sentido: pela regra da mão direita - entrando no plano da folha.

PREVIEWAULA

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Solenoide:Uma espira circular é formada por uma volta de um fio retilíneo. Ao se dar muitas voltas, fazendo várias espiras lado a lado de modo que o comprimento do conjunto seja bem maior que seu diâmetro, tem-se o solenoide.

AULA

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Quando a corrente elétrica atravessa o solenoide, as linhas de campo geradas são muito similares às do campo magnético de um ímã em formato de barra.

AULA

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Novamente a orientação do campo magnético é dada pela regra da mão direita.

AULA

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No interior do solenoide, o campo magnético pode ser considerado constante e o vetor B é caracterizado da seguinte forma:Módulo:

Lμ . i . n

B =

AULA

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Onde:B é o módulo do vetor campo magnético, dado em teslas (T) no SI;μ é a constante de permeabilidade magnética do meio; no vácuo, ela vale, μ0 = 4π . 10-7 T.m/A;i é a intensidade de corrente elétrica, dada em ampères (A) no SI;n é o número de espiras formadas pelo enrolamento do fio;L é o comprimento do solenoide, dado em metros (m) no SI.

AULA

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• Direção: paralelo ao eixo do solenoide; • Sentido: dado pela regra da mão direita.

AULA

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Exemplo 2:1. Qual a orientação do vetor campo magnético no

solenoide mostrado a seguir:

AULA

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a) Perpendicular ao plano da figura e saindo desse plano;b) Perpendicular ao plano da figura e entrando nesse

plano;c) Mesma direção e sentido da corrente elétrica;d) Horizontal e para a direita;e) Horizontal e para a esquerda;

AULA

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Resposta: E

PREVIEWAULA

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Exemplo 3:Um solenoide de 15 000 espiras tem 0,5 m de comprimento e encontra-se no vácuo. Qual o módulo do campo magnético no interior desse solenoide se ele for percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 5 A? (Considere μ = 4π .10-7 T.m/A e use π = 3,14).

AULA

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Solução:

PREVIEW

L

0,5

μ . i . n

4π . 10-1 . 5 . 15000

B =

B =

B = 1884000 . 10-7

B = 1,88 . 10-1T

AULA

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