FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA3º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IIIEnergia: transformação e conservação

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 15.1ConteúdoCampo magnético numa espira de corrente e num solenoide

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadeCalcular o campo magnético de uma espira de corrente e de um solenoide.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Características da força magnética sobre uma carga em movimento no interior de um campo magnético uniforme:

Intensidade: é dada pela expressão:

F = |q| . v . B . senθ

REVISÃO

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Direção e sentido: é dado pela regra da mão esquerda.A força magnética que age sobre a carga móvel é sempre perpendicular ao plano formado pelos vetores v e B.

F

B

v

REVISÃO

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Quando o ângulo for 00 ou 1800 a força magnética será nula, ou seja, quando a carga for lançada horizontalmente à direção do campo magnético a força será zero.

q > 0 q > 0

θ θ = 180ºθO=

V V

B B

REVISÃO

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Quando o ângulo θ for 900 a intensidade da força magnética será máxima, pois nesse caso o valor do seno do ângulo θ será máximo.

Onde θ = 90º, sendo v perpendicular a B.Sendo sen90º = 1,

resultará Fm = q . v . B ≠ 0

q X Fm

V B

REVISÃO

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A trajetória da carga dentro do campo magnético será uma trajetória circular:

REVISÃO

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Cite um exemplo do uso de um solenoide na sua comunidade.

DESAFIO DO DIA

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Campo magnético criado por uma corrente numa espira circularA figura ao lado é de uma espira circular de centro O e raio R, percorrida por uma corrente de intensidade i.

o vetor campo magnético B, localizado no centro O da espira, é perpendicular ao plano da espira e tem seu sentido obtido pela regra da mão direita, pois depende do sentido da corrente.

AULA

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A intensidade do campo magnético no centro da espira é calculada pela expressão:

Onde:B é a intensidade do campo magnético;μ é a permeabilidade magnética do meio(no vácuo, μo = 4π . 10-7 T.m/A).i é a Intensidade da corrente elétrica que percorre o fio.R é a distância do fio até o ponto onde se quer calcular o campo.

B =μ . i

2 . R

AULA

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Exemplo 1Determine a intensidade do campo magnético que atua no centro de uma espira circular de raio 20π cm, percorrida por uma corrente elétrica i = 20A. Adote μo = 4π . 10-7 T.m/A.

AULA

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Solução:

B =

B =

B = 200 . 10-7 T ou B = 2,0 . 10-5 T

μ . i

4π . 10-7 . 20

2 . R

2 . 0,2π

AULA

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Campo magnético de um solenoideUm solenoide é constituído por um fio metálico enrolado no formato de uma hélice cilíndrica. Ao ser atravessado por uma corrente elétrica, cria um campo magnético cujas linhas são mostradas na figura:

AULA

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Na física chamamos de solenoide todo fio condutor longo e enrolado de forma que se pareça com um tubo formado por espiras circulares igualmente espaçadas. Este condutor também pode ser chamado de bobina chata.

AULA

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Campo magnético em um solenoide 1

AULA

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A figura abaixo nos mostra um solenoide percorrido por uma corrente elétrica i e de comprimento L.

AULA

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Campo magnético em um solenoide 2

AULA

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Solenoide

AULA

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O campo magnético gerado em um solenoide possui as seguintes características:

• No interior do solenoide consideramos o campo magnético como sendo uniforme, portanto, as linhas de indução são paralelas entre si.

AULA

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• Quanto mais comprido for o solenoide, mais uniforme será o campo magnético interno e mais fraco o campo magnético externo.

AULA

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• O módulo, isto é, a intensidade do campo magnético no interior de um solenoide é obtido através da seguinte equação:

• Onde: μ é a permeabilidade magnética do meio no interior do solenoide e N/L representa o número de espiras por unidade de comprimento do solenoide.

B = μ . N

L. i

AULA

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• A direção do vetor indução magnética é retilínea e paralela ao eixo do solenoide.

• O sentido é obtido através da regra da mão direita.

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• Como existe um campo magnético no interior do solenoide, podemos dizer que as extremidades de um solenoide são seus polos.

AULA

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• As aplicações práticas de um solenoide são inúmeras, dentre elas podemos destacar:

AULA

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• Válvula solenoide para vapor:

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• Válvula solenoide para a passagem de água ou ar:

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• Solenoide Rotativo (motor de arranque).

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• Eletroválvula

AULA

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Exemplo 2Um solenoide de 0,5π metro de comprimento contém 500 espiras e é percorrido por uma corrente de 10A. Determinar a intensidade do vetor campo magnético no interior do solenoide. Adote μ0 = 4π.10-7 T.m/A.

AULA

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Solução:Dados:L = 0,5 mN = 500 espirasi = 10 Aμ0 = 4π.10-7 T.m/A

AULA

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Solução:B = μ = .

B = 4π . 10-7

B =

500

B=20000 . 10-7

B = 40000 . 10-7

B = 4,0 . 10-3 T

0,5π

0,5

. . 10

N

L. i

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1. Uma espira circular de raio r = 2,0π cm é percorrida por uma corrente elétrica i = 10A. Calcule a intensidade do vetor campo magnético no interior da espira. Dado:μ0 = 4π.10-7 T.m/A.

2. Um solenoide possui 600 espiras e é percorrido por uma corrente elétrica i = 20A. Sabendo que o comprimento do solenoide é de 0,2π m e que μ0 = 4π.10-7 T.m/A, calcule a intensidade do vetor campo magnético no interior do solenoide.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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