Resumo de Campo Magnetico

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Instituto Federal de Mato Grosso
Campus Cuiabá Octayde Jorge da Silva
Resumo sobre Campo Magnético
Disciplina de Física 3
Prof.º Lúcio Ângelo Vidal
Aluno: Guilherme Borges de Souza	
Matrícula: 2020161440032		
Cuiabá, novembro de 2021
CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE
Campo magnético terrestre, também conhecido como campo geomagnético, é o campo magnético que se estende do interior da Terra para o espaço, onde interage com o vento solar, um fluxo de partículas carregadas que emanam do Sol. O campo magnético é gerado por correntes elétricas devido ao movimento das correntes de convecção de uma mistura de ferro e níquel fundidos no núcleo externo da Terra: essas correntes de convecção são causadas pelo calor que sai do núcleo, um processo natural chamado geodinamismo.
A magnitude do campo magnético da Terra em sua superfície varia de 25 a 65 microteslas (0,25 a 0,65 gauss). Como aproximação, é representado por um campo de um dipolo magnético atualmente inclinado em um ângulo de cerca de 11 graus em relação ao eixo de rotação da Terra, como se houvesse um imã enorme colocado nesse ângulo através do centro da Terra. O polo geomagnético norte, localizado em 2015 na ilha Ellesmere, Nunavut, Canadá, no hemisfério norte, é na verdade o polo sul do campo magnético da Terra, e vice-versa.
O QUE FAZ SURGIR O CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE?;
Em qualquer local, o campo magnético da Terra pode ser representado por um vetor tridimensional. Um procedimento típico para medir sua direção é usar uma bússola para determinar a direção do norte magnético. Seu ângulo em relação ao norte verdadeiro é a declinação (D) ou variação. Diante do norte magnético, o ângulo que o campo faz com a horizontal é a inclinação (I) ou mergulho magnético. A intensidade (F) do campo é proporcional à força que exerce sobre um ímã. Outra representação comum está nas coordenadas X (norte), Y (leste) e Z (abaixo).
DECLINAÇÃO
A declinação é positiva para um desvio para leste do campo em relação ao norte verdadeiro. Pode ser estimada comparando a direção norte/sul magnética em uma bússola com a direção de um polo celeste.
INTENSIDADE
A intensidade do campo é frequentemente medida em gauss (G), mas geralmente é relatada em nanoteslas (nT), com 1 G = 100.000 nT. Um nanotesla também é chamada de gama (γ).O tesla é a unidade SI do campo magnético; o campo da Terra varia entre aproximadamente 25 000 e 65 000 nT (0,25-0,65 G) Em comparação, um imã de geladeira forte possui um campo de cerca de 10 000 000 nanoteslas (100 G).
Um mapa de contornos de intensidade é chamado de gráfico isodinâmico. Como mostra o Modelo Magnético Mundial, a intensidade tende a diminuir dos polos para o equador. Uma intensidade mínima ocorre na Anomalia do Atlântico Sul na América do Sul, enquanto existem máximos no norte do Canadá, na Sibéria e na costa da Antártica, ao sul da Austrália.
INCLINAÇÃO
A inclinação é dada por um ângulo que pode assumir valores entre -90° (acima) e 90° (abaixo). No hemisfério norte, o campo aponta para baixo. Isto está logo abaixo do Polo Norte Magnético e gira para cima à medida que a latitude diminui até ficar na horizontal (0°) no equador magnético. Ele continua a girar para cima até chegar ao Polo Magnético Sul. A inclinação pode ser medida com um círculo de imersão.
POLOS MAGNÉTICOS
Os polos magnéticos são dois pontos da superfície da Terra onde se encontram as suas linhas de forças magnéticas:
POLO NORTE MAGNÉTICO, POLO SUL MAGNÉTICO
A Terra age como um enorme ímã devido a existência de uma massa de ferro no seu núcleo. Correntes elétricas no núcleo geram a maior parte do campo magnético, embora 10% sejam produzidos por correntes da ionosfera.
Os polos mudam de posição lentamente, mas permanecem a cerca de 1 600 km dos polos geográficos que determinam o eixo de rotação da Terra.
Ao contrário do que ocorre com os polos geográficos, os dois polos magnéticos não são exatamente opostos. A linha imaginária que os une (eixo magnético), não passa pelo centro exato da terra, mas a cerca de 530 km do mesmo.
O polo norte magnético da Terra, está próximo do polo sul geográfico. Já o polo sul magnético, está próximo do polo norte geográfico terreste, como mostra a figura a seguir:
ATRAÇÃO E REPULSÃO ENTRE POLOS MAGNÉTICOS;
A atração e repulsão entre os polos magnéticos deve-se ao campo magnético que envolve o ímã. No caso da atração, os campos se compõem. No caso da repulsão, os campos magnéticos não se misturam e formam um campo deformado.
FORÇA MAGNÉTICA EM CARGAS ELÉTRICAS;
A força magnética, ou força de Lorentz, é resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento.
No caso das cargas elétricas, a força magnética passa a existir quando uma partícula eletricamente carregada movimenta-se em uma região onde atua um campo magnético.
Considerando que uma carga pontual Q, com velocidade v, é lançada em uma região onde existe um campo magnético uniforme B, passa a atuar sobre ela uma força magnética com intensidade dada pela seguinte equação:
*α é o ângulo entre os vetores da velocidade v e do campo magnético B.
A direção do campo magnético é perpendicular ao plano que contém os vetores v e F, e o sentido é dado pela regra da mão direita. Observe a figura
FORÇA MAGNÉTICA EM CONDUTORES;
Quando uma carga elétrica penetra em um campo magnético uniforme, verifica-se que essa carga fica sujeita a uma força magnética, também chamada de força de Lorentz. A origem dessa força pode ser explicada sabendo que uma carga elétrica em movimento gera campo magnético e este interage com o campo magnético da região onde a carga se move. A mesma força surge também quando um fio condutor de eletricidade, percorrido por uma corrente elétrica, é colocado em um campo magnético uniforme.
A força magnética que age sobre o fio condutor, percorrido por uma corrente elétrica, quando imerso em uma região onde há um campo magnético, é usada em uma grande quantidade de aparelhos como, por exemplo, motores, amperímetros, voltímetros e galvanômetros.
A FORÇA MAGNÉTICA USADA NOS MOTORES ELÉTRICOS
A maioria dos motores elétricos que encontramos em diversos aparelhos elétricos funciona tendo por base o efeito de rotação das forças que agem sobre as espiras que são imersas em um campo magnético. Vejamos a figura abaixo onde temos um esquema geral de um motor de corrente contínua. Os motores que apresentam essa configuração são os motores de arranque dos carros ou os motores de carrinhos de brinquedo.
Basicamente, o princípio de funcionamento desses motores consiste em um condutor em forma de um retângulo, que pode girar em torno de um eixo e que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i e imerso em um campo magnético B. As forças magnéticas que atuam nos dois ramos do motor criam um binário de forças que tendem a fazer com que o condutor retangular gire em torno do eixo de rotação e.
FLUXO MAGNÉTICO EM 3 CASOS;
Fluxo magnético é uma medida do campo magnético total que atravessa uma área específica. É uma ferramenta útil para ajudar a descrever os efeitos da força magnética sobre um corpo que ocupa uma determinada área. A medida de fluxo magnético está particularmente ligada à área escolhida. Podemos escolher qualquer tamanho para a área e orientá-la de qualquer forma relativamente ao campo magnético.
Se usarmos a imagem da linha de campo de um campo magnético, então todas as linhas de campo atravessando uma determinada área contribuem com algum fluxo magnético. O ângulo no qual a linha de campo intercepta a área também é importante. Uma linha de campo passando através de ângulo oblíquo contribuirá apenas com uma pequena componente do campo para o fluxo magnético. Ao calcular o fluxo magnético, incluímos apenas a componente do vetor campo magnético que é normal à área de teste.
Se escolhermos uma superfície plana com área AAA como nossa área teste e se há um ângulo \thetaθtheta entre a normal da superfície e o vetor do campo magnético (magnitude BBB), então,o fluxo magnético será,
Φ=BAcosθ
No caso em que a superfície é perpendicular ao campo, então o ângulo é zero e o fluxo magnético é simplesmente B ABAB, A. A Figura 1 mostra um exemplo de uma área plana de teste em dois ângulos diferentes de um campo magnético e o fluxo magnético resultante.
CAMPO MAGNÉTICO CONSTANTE EM UMA ÁREA ABERTA;
A constante de campo magnético μ 0 , também chamada de constante magnética , permeabilidade de vácuo ou constante de indução , é uma constante física que desempenha um papel na descrição de campos magnéticos . Ele indica a relação entre a densidade do fluxo magnético e a intensidade do campo magnético no vácuo. O recíproco da constante do campo magnético (com um prefator 4π) ocorre como uma constante de proporcionalidade na lei da força magnetostática . No Sistema Internacional de Unidades (SI), a constante do campo magnético tem o valor:
CAMPO MAGNÉTICO VARIÁVEL EM ÁREA ABERTA E CAMPO MAGNÉTICO VARIÁVEL EM ÁREA FECHADA;
Se ocorrer uma variação do fluxo magnético através de um circuito fechado, aparece nesse circuito uma corrente induzida. Essa corrente induzida varia periodicamente de intensidade e sentido, sendo chamada corrente alternada.
É importante notar que a causa da indução eletromagnética é a variação do fluxo. Um campo magnético variável gera um campo elétrico induzido, também variável. Este campo elétrico variável dá origem a um campo magnético variável. Então, quando houver cargas elétricas aceleradas, vai haver produção de ondas eletromagnéticas