ELETROMAGNETISMO - ENEM PARA O TERCEIRO ANO DO MÉDIO

AULA SOBRE ELETROMAGNETISMO

1. ELETROMAGNETISMO Prof. Robinho

2. Na primeira metade do século XIX, a eletricidade e o magnetismo ainda eram tratados como fenômenos que não apresentavam nenhuma relação. Em 1820, o dinamarquês Hans Christian OERSTED percebeu que a agulha imantada de uma bússola sofria deflexões quando estava próxima a um fio condutor por onde passava uma corrente elétrica. ELETROMAGNETISMO

3. Quando a corrente elétrica “ i ” se estabelece no condutor, a agulha magnética assume uma posição perpendicular ao plano definido pelo fio e pelo centro da agulha. ELETROMAGNETISMO

4. REGRA DA MÃO DIREITA O polegar da mão direita indica o sentido convencional da corrente elétrica; e os outros dedos, ao envolverem o condutor por onde passa a corrente, dão o sentido das linhas de campo magnético.

5. Vista em perspectiva Vista de cima Vista de lado VETOR CAMPO MAGNÉTICO

6. VETOR CAMPO MAGNÉTICO

7. VETOR CAMPO MAGNÉTICO

8. LEI DE BIOT-SAVART Determina a intensidade do vetor campo magnético, produzido por um condutor retilíneo. Onde: i  corrente em ampère (A) d  distância do ponto ao condutor, perpendicular a direção do mesmo em metros(m)  o  permeabilidade magnética do vácuo.

9. Quando ligamos as extremidades ou pontas de um fio condutor temos uma espira. De uma forma geral, a espira é sempre representada por uma figura plana - como um retângulo, um triângulo, uma elipse ou PRINCIPALMENTE um círculo ESPIRA

10. Direção: perpendicular ao plano da espira. Sentido: é obtido utilizando-se a Lei de Ampère, regra da mão direita. Aqui, consideramos cada trecho da espira como se fosse um pedaço de fio reto e longo. A intensidade pode ser calculada pela expressão: LINHAS DE CAMPO DA ESPIRA CIRCULAR

11. Junção de várias espiras justapostas BOBINA

12. É um enrolamento de fio condutor que acompanha ou envolve a superfície de um cilindro. Esse condutor enrolado na forma helicoidal também é chamado de bobina longa e, diferentemente da bobina plana, aqui o comprimento é considerável em relação ao seu raio. SOLENÓIDE

13. SOLENÓIDE

14. ELETROÍMÃ É construído quando se coloca um núcleo de ferro em uma bobina.

15. FORÇA MAGNÉTICA Uma carga elétrica q, penetrando numa região de campo magnético B, com velocidade v, sofrerá uma força magnética de módulo: , sendo θ o ângulo entre os vetores v e B. A direção e o sentido da força obedecem à chamada regra da mão direita.

16. FORÇA MAGNÉTICA Um fio de comprimento  , pelo qual circula uma corrente i, sofrerá uma força magnética se imerso numa região de campo magnético B, dada por: Se o fio for paralelo às linhas de campo, não haverá força agindo nele. Fio imerso numa região de campo magnético.

17. FLUXO MAGNÉTICO É a medida da quantidade de linhas de indução que atravessam uma superfície em função do tempo. Será nulo quando o ângulo  θ for igual a 90º e máximo quando o ângulo  θ for 0º Onde:   n B A

18. FLUXO MAGNÉTICO Podemos variar o fluxo magnético de várias maneiras: Variando a intensidade B do campo de indução magnética. Variando a área A da superfície. Girando a superfície, variando o ângulo  θ  entre o vetor normal à superfície e o vetor campo magnético. Obs.: A unidade de medida do Fluxo Magnético no S.I. é o weber ( Wb ) com 1 Wb = 1 T · 1 m 2

19. MICHAEL FARADAY Ficou conhecido pelas suas experiências pioneiras no campo da Eletricidade e do Magnetismo. Baseando-se nos trabalhos de Oersted e Ampère, o qual analisava que correntes elétricas em circuitos produziam campos magnéticos, começou a investigar o efeito oposto ao fenômeno por eles estudado. Descobriu que há produção de uma corrente em um circuito, causado pela presença de um campo magnético variável chamado de INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA e a corrente elétrica que aparece é denominada de CORRENTE INDUZIDA

20. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA LEI DE FARADAY: A corrente induzida é diretamente proporcional ao fluxo magnético (Φ) que atravessa o circuito na unidade de tempo. O fluxo magnético, medida da quantidade de linhas de indução que atravessa uma superfície, é dado pelo produto da área da superfície pelo cosseno do ângulo entre a perpendicular da superfície e o campo magnético.      

21. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

22. APLICAÇÕES Em qualquer unidade de produção de energia elétrica (usina hidroelétrica, usina termoelétrica, usina nuclear, etc.) existe sempre um circuito que se coloca em rotação numa região onde existe um campo magnético. Ao girar a espira, varia-se o fluxo magnético que a atravessa, criando, assim, uma fem induzida, de acordo com a Lei de Ampère.

23. APLICAÇÕES

24. APLICAÇÕES Em velocímetros analógicos de automóveis, quando o eixo do carro gira, ele aciona ímãs que produzem pequenas correntes elétricas e campos magnéticos, que movimentam o ponteiro indicador de velocidade.

25. FIM