Segundo fenômeno eletromagnético
Borges e Nicolau
Todo condutor percorrido por corrente elétrica e imerso num campo magnético fica, em geral, sujeito a uma força Fm, denominada força magnética. Este é o segundo fenômeno eletromagnético.
Vamos dar as características da força magnética Fm que age num condutor retilíneo, de comprimento L, percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i e imerso num campo magnético uniforme B. Seja θ o ângulo entre B e o condutor, orientado no sentido da corrente elétrica i.
Campo magnético uniforme: B é o mesmo em todos os pontos. As linhas de indução são retas paralelas igualmente espaçadas e igualmente orientadas. (Clique para ampliar)
Força magnética Fm que age num condutor reto de comprimento L, percorrido por corrente elétrica de intensidade i e imerso num campo magnético uniforme B. (Clique para ampliar)
Características da Fm:
Direção: da reta perpendicular a B e ao condutor.
Sentido: determinado pela regra da mão direita número 2. Disponha a mão direita espalmada com os quatro dedos lado a lado e o polegar levantado. Coloque o polegar no sentido da corrente elétrica i e os demais dedos no sentido do vetor B. O sentido da força magnética Fm seria aquele para o qual a mão daria um empurrão.
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Observação: O sentido da força magnética pode também ser determinado pela regra da mão esquerda. Os dedos da mão esquerda são dispostos conforme a figura abaixo: o dedo indicador é colocado no sentido de B, o dedo médio no sentido de i. O dedo polegar fornece o sentido de Fm.
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Intensidade: a intensidade da força magnética Fm depende da intensidade do vetor campo magnético B, da intensidade da corrente elétrica i, do comprimento L do condutor e do ângulo θ entre B e i. É dada por:
Fm = B . i . L . sen θ
Observe que no caso em que o condutor é disposto paralelamente às linhas de indução, isto é, θ = 0 ou θ = 180º, a força magnética é nula.
Exercícios básicos
Exercício 1:
Aplicando a regra da mão direita número 2, represente a força magnética que age no condutor percorrido por corrente elétrica, nos casos indicados abaixo:
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Exercício 2:
Uma espira retangular é colocada perpendicularmente as faces norte e sul entre as quais existe um campo magnético uniforme. As linhas de indução do campo partem da face norte e chegam à face sul. Considere o sentido da corrente indicado na figura. Represente as forças magnéticas que agem nos lados AB e CD da espira. Em relação ao observador O qual é o sentido inicial de giro da espira? Horário ou anti-horário?
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Exercício 3:
Um condutor retilíneo de comprimento 30 cm está imerso num campo magnético uniforme de intensidade B = 2.10-3 T. Seja i = 5 A a intensidade da corrente elétrica que percorre o condutor. Determine a intensidade da força magnética que age no condutor nos casos indicados abaixo:
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Exercício 4:
Um condutor reto, de massa m e comprimento L, encontra-se em equilíbrio sob ação do campo magnético uniforme de intensidade B e da gravidade. Seja g a aceleração gravitacional.
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a) Represente as forças que agem no condutor e indique o sentido da corrente elétrica i, que percorre o condutor.
b) Determine o valor de m em função de B, i, L e g.
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Exercício 5:
A barra homogênea de peso 2 N e de centro de gravidade CG, está apoiada em A. A espira quadrada CDGH, de peso desprezível e de lado 50 cm, está parcialmente imersa num campo magnético uniforme de intensidade B = 4. 10-1 T. Quando pela espira circula uma corrente elétrica de intensidade i = 4 A a barra fica em equilíbrio na posição indicada. Nestas condições, qual deve ser o peso do bloco J?
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