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Desde a antiguidade se conhecia um mineral, hoje denominado (Fe3O4) que possuía propriedade de atrair alguns minerais como o ferro, o níquel e o cobalto e pedras de óxidos de ferro são denominadas de imãs naturais. Essa propriedade recebe o nome de magnetismo e as magnéticas são mais intensas são denominadas de Formatos dos imãs: Pólos de mesmo nome se repelem e pólos de nomes opostos se atraem. Inseparabilidade dos pólos: Se você quebrar um imã e em seguida continuar dividindo os imãs resultantes, você observará que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois pólos, Norte e Sul de maneira que cada pedaço atraia o outro. Não existem pólos isolados. A Terra se comporta como um grande imã onde o pólo Sul magnético está aproximadamente localizado no pólo Norte geográfico e vice versa. O pólo norte geográfico recebe o nome de pólo sul magnético da Terra, e opólo sul geográfico recebe o nome de sul magnético da Terra. Tudo isso ocorre porque pólos de mesmo nome se atraem. Observação: O pólo Norte geográfico não coincide exatamente com o pólo Sul magnético, distando um do outro aproximadamente 1.900km. Eletromagnetismo Estuda os fenômenos que surgem da interação entre campo elétrico e campo magnético. Hans Christian Oersted, em 1820, realizou uma experiência fundamental para o desenvolvimento do eletromagnetismo, na qual constatou que a agulha de uma bússola era defletida sob a ação de uma A agulha da bússola ocupa sempre uma posição perpendicular ao plano que contém o fio e o centro da agulha. As linhas de indução são circunferências concêntricas com o fio. O sentido do campo depende do sentido da corrente no fio. A agulha da bússola se alinha com esse campo. Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética magnético , é a regra da mão direita. Esse sentido de FAESO - Física Origem do Magnetismo Desde a antiguidade se conhecia um mineral, hoje denominado magnetita, composto basicamente por óxido de ferro que possuía propriedade de atrair alguns minerais como o ferro, o níquel e o cobalto e pedras de óxidos de ferro são denominadas de imãs naturais. Essa propriedade recebe o nome de magnetismo e as regiões do imã onde as são denominadas de pólos do imã. Pólos de mesmo nome se repelem e pólos de nomes opostos se atraem. dos pólos: Se você quebrar um imã e em seguida continuar dividindo os imãs resultantes, você observará que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois pólos, Norte e Sul de maneira que cada Não existem pólos isolados. A Terra se comporta como um grande imã onde o pólo Sul magnético está aproximadamente localizado no pólo Norte O pólo norte geográfico recebe o nome de pólo sul magnético da Terra, e opólo sul geográfico recebe o nome de sul magnético da Terra. Tudo isso ocorre porque pólos de mesmo nome se atraem. Observação: O pólo Norte geográfico não coincide exatamente com o pólo Sul magnético, distando um do outro que surgem da interação entre campo elétrico e campo magnético. Hans Christian Oersted, em 1820, realizou uma experiência fundamental para o desenvolvimento do eletromagnetismo, na qual constatou que a agulha de uma bússola era defletida sob a ação de uma corrente elétrica percorrendo um fio condutor próximo à bússola. A agulha da bússola ocupa sempre uma posição perpendicular ao plano que contém o fio e o centro da agulha. As linhas de indução são circunferências concêntricas com o fio. depende do sentido da corrente no fio. A agulha da bússola se alinha com esse campo. Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética , é a regra da mão direita. Esse sentido de depende do sentido da corrente que o origina. Faculdade Estácio de Sá de Ourinhos Bacharelado em Engenharia Física Teórica ExperimentalIII Prof. Esp. Dorival Ronqui Junior magnetita, composto basicamente por óxido de ferro que possuía propriedade de atrair alguns minerais como o ferro, o níquel e o cobalto e pedras de óxidos de ferro são regiões do imã onde as propriedades dos pólos: Se você quebrar um imã e em seguida continuar dividindo os imãs resultantes, você observará que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois pólos, Norte e Sul de maneira que cada A Terra se comporta como um grande imã onde o pólo Sul magnético está aproximadamente localizado no pólo Norte O pólo norte geográfico recebe o nome de pólo sul magnético da Terra, e opólo sul geográfico recebe o nome de pólo Observação: O pólo Norte geográfico não coincide exatamente com o pólo Sul magnético, distando um do outro que surgem da interação entre campo elétrico e campo magnético. Hans Christian Oersted, em 1820, realizou uma experiência fundamental para o desenvolvimento do eletromagnetismo, na qual constatou que a corrente elétrica percorrendo um fio condutor próximo à bússola. A agulha da bússola ocupa sempre uma posição perpendicular ao plano que contém o fio e o centro da agulha. As linhas depende do sentido da corrente no fio. A agulha da bússola se alinha com esse campo. Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética ou vetor campo ende do sentido da corrente que o origina. Comprova-se experimentalmente que a intensidade do campo magnético da distância r do fio até o ponto (P) onde se quer o campo magnético e do meio onde o condutor dependência de com o meio é fornecida pela constante no vácuo ela vale μo=4π.10-7T.m/A. Matematicamente: Em torno da espira surge um campo magnético cuja direção e Um solenóide ou uma bobina longa é constituído por um condutor enrolado por um número muito grande de espiras iguais, uma ao lado da outra. 1. Observe as afirmativas a seguir: I. Numa bússola, o pólo norte é o pólo da agulha que aponta para o norte geográfico da Terra. II. Pólo de um imã é a região desse imã onde o magnetismo é mais intenso III. Ao se cortar um imã, obtém-se dois imãs com um único pólo cada um. Estão corretas: a) todas b) I e II 2. Uma bússola aponta aproximadamente para o Norte geográfico porque: I) o Norte geográfico é aproximadamente o norte mag II) o Norte geográfico é aproximadamente o sul magnético III) o Sul geográfico é aproximadamente o norte magnético IV) o sul geográfico é aproximadamente o sul magnético Está(ão) correta(s): a) II e III b) I e IV se experimentalmente que a intensidade do campo magnético depende da intensidade da corrente elétrica i, da distância r do fio até o ponto (P) onde se quer o campo magnético e do meio onde o condutor com o meio é fornecida pela constante μ que recebe o nome de permeabilidade magn Em torno da espira surge um campo magnético cuja direção e sentido é fornecido pela regra da mão direita Um solenóide ou uma bobina longa é constituído por um condutor enrolado por um número muito grande de espiras Exercícios ma bússola, o pólo norte é o pólo da agulha que aponta para o norte geográfico da Terra. II. Pólo de um imã é a região desse imã onde o magnetismo é mais intenso se dois imãs com um único pólo cada um. c) II e III d) apenas III Uma bússola aponta aproximadamente para o Norte geográfico porque: I) o Norte geográfico é aproximadamente o norte magnético II) o Norte geográfico é aproximadamente o sul magnético III) o Sul geográfico é aproximadamente o norte magnético IV) o sul geográfico é aproximadamente o sul magnético c) somente II d) somente III depende da intensidade da corrente elétrica i, da distância r do fio até o ponto (P) onde se quer o campo magnético e do meio onde o condutor se encontra. Essa μ que recebe o nome de permeabilidade magnética do meioe sentido é fornecido pela regra da mão direita Um solenóide ou uma bobina longa é constituído por um condutor enrolado por um número muito grande de espiras ma bússola, o pólo norte é o pólo da agulha que aponta para o norte geográfico da Terra. e) apenas II e) somente IV 3. Uma pequena bússola é colocada próxima de um ímã permanente. Em quais posições assinaladas na figura a extremidade norte da agulha apontará para o alto da página? a) somente em A ou D b) somente em B ou C 4. Um fio longo e retilíneo, quando percorridos por uma corrente elétrica, cria um campo magnético nas suas proximidades. A permeabilidade magnética é direção e o sentido do campo magnético criado no ponto P, a 0,25m do fio. 5. Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica constante I e o vetor indução magnética em um ponto próximo ao fio tem módulo B. Se o mesmo fio for percorrido por uma corrente elétrica constante igual a 3I, determine o valor do módulo do vetor indução magnética, no mesmo ponto próximo ao fio. 6. Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R pelas correntes i1 = 5A e i2 = 3A . Sendo μo= 4π.10 centro da espira. 7. Um solenóide de comprimento 25 cm e raio 1,5 cm, contém2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 4,0A. O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenóide. Sendo longo do eixo do solenóide? Uma pequena bússola é colocada próxima de um ímã permanente. Em quais posições assinaladas na figura a extremidade norte da agulha apontará para o alto da página? b) somente em B ou C c) somente em A, B ou D d) somen Um fio longo e retilíneo, quando percorridos por uma corrente elétrica, cria um campo magnético nas suas proximidades. A permeabilidade magnética é μ0 4π10 -7 T. Se a corrente elétrica é de 4,0 A, determine o módulo, a o sentido do campo magnético criado no ponto P, a 0,25m do fio. Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica constante I e o vetor indução magnética em um ponto ao fio tem módulo B. Se o mesmo fio for percorrido por uma corrente elétrica constante igual a 3I, determine o valor do módulo do vetor indução magnética, no mesmo ponto próximo ao fio. Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R1 = 12cm e R2= 20cm são percorridas respectivamente = 3A . Sendo μo= 4π.10-7Tm/A, determine a intensidade do campo magnético resultante no Um solenóide de comprimento 25 cm e raio 1,5 cm, contém2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 4,0A. O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenóide. Sendo μo= 4π.10-7Tm/A: qual é o valor do campo B ao Uma pequena bússola é colocada próxima de um ímã permanente. Em quais posições assinaladas na figura a d) somente em B, C ou D Um fio longo e retilíneo, quando percorridos por uma corrente elétrica, cria um campo magnético nas suas T. Se a corrente elétrica é de 4,0 A, determine o módulo, a Um fio longo e retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica constante I e o vetor indução magnética em um ponto ao fio tem módulo B. Se o mesmo fio for percorrido por uma corrente elétrica constante igual a 3I, determine cm são percorridas respectivamente Tm/A, determine a intensidade do campo magnético resultante no Um solenóide de comprimento 25 cm e raio 1,5 cm, contém2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 4,0A. Tm/A: qual é o valor do campo B ao Quando uma carga elétrica que se move com velocidade sobre ela surge uma força de origem magnética Direção e sentido de fornecidos pela regra da mão esquerda Observe na figura da direita que é perpendicular a um mesmo plano. Observe também que θ é o ângulo entre A intensidade da força magnética pode então ser matematicamente calculada da seguinte maneira. Onde: F = força magnética |q| = módulo da carga elétrica v = velocidade da carga elétrica Ө = ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético B Alguns exemplos: Nas figuras abaixo estão representadas as forças b e c a força magnética tem sentido opostoao dado pela Considere um condutor retilíneo de comprimento q, movendo-se com velocidade V no interior do cond Força Magnética de Lorenz com velocidade no interior de um campo magnético sobre ela surge uma força de origem magnética ( denominada força de Lorentz),com as seguintes características: fornecidos pela regra da mão esquerda conforme mostrado na figura abaixo é perpendicular a e a , o que impõe a condição de que e . A intensidade da força magnética pode então ser matematicamente calculada da seguinte maneira. F = |q|.v.B.senӨ = ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético B as forças magnéticas e a disposição final da mão esquerda. sentido opostoao dado pela regra da mão esquerda, pois a carga elétrica é negativa. condutor retilíneo de comprimento ℓ percorrido por uma corrente elétrica (elétrons livres com no interior do condutor, pela sua seção transversal). interior de um campo magnético força de Lorentz),com as seguintes características: conforme mostrado na figura abaixo . impõe a condição de que e devem pertencer a A intensidade da força magnética pode então ser matematicamente calculada da seguinte maneira. magnéticas e a disposição final da mão esquerda. Observe que nos casos regra da mão esquerda, pois a carga elétrica é negativa. (elétrons livres com carga 1. Determine a direção e o sentido da força magnética nos casos abaixo . 2. A maior força de origem magnética (medida em newton) que pode atuar sobre um elétron (carga e = 1,6.10 em um tubo de TV, onde existe um campo magnético de módulo B = 83,0 mT, quando sua velocidade é de 7,0.10 vale aproximadamente: 3. Uma tecnologia capaz de fornecer altas energias para partículas elementares pode ser encontrada nos aceleradores de partículas, como, por exemplo, nos cíclotrons. O princípio básico dessa tecnologia consiste no movimento de partículas eletricamente carregadas submetidas a um campo magnético perpendicular à sua trajetória. Um cíclotron foi construído de maneira a utilizar capaz de gerar uma força magnética, , sempre perpendicular à velocidade da partícula. Considere que esse campo magnético, ao atuar sobre uma partícula positiva de massa igual a 1,7 x 10 que a partícula se movimente em uma trajetória que, a cada volta, pode ser considerada circular e uniforme, com velocidade igual a 3,0 x 104 m/s. Nessas condições, o raio dessa trajetória circular seria aproximad a) 1 x 10–4 m. b) 2 x 10–4 m. 4. Represente a força magnética que interior de um campo magnético uniforme, 5. “Trem magnético japonês bate seu próprio recorde de velocidade (da Agência Lusa) magneticamente, conhecido por “Maglev”, bateu hoje o seu próprio record durante um teste de via”O comboio de cinco vagões MLX01, cujo recorde anterior de 552 km/h fora alcançado em abril de 1999 com 13 pessoas a bordo, alcançou sua nova marca sem levar passageiros. O trem japonês fica ligeiramente suspenso da via pela ação de magnetos, o que elimina a redução da velocidade causada pelo atrito com os trilhos”. (Disponível:http:www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia É possível deixar suspenso um corpo condutor criando ele. Para isso, o corpo deve estar imerso em um campo magnético e por ele deve passar uma corrente elétrica. Considerando um fio condutor retilíneo como uma linha horizontal nesta folha de considerada como estando posicionada com seu plano paralelo à superfície terrestre e à frente do leitor. Quais devem ser as orientações do campo magnético e da corrente elétrica, de modo que a força magnética resultante este direção e no sentido contrário à força gravitacional que atua sobre o fio? Ignore as ligações do fio com a fonte de corrente elétrica. a) A corrente deve apontar para esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estarperpendicular ao fio para o leitor b) A corrente deve apontar para a esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estar paralelo ao fio, apontando para a direita. c) A corrente deve apontar para a direita ao longo do fio, e o campo magnético deve estar perpen para fora do plano da folha. d) A corrente deve apontar para a direita ao longo do fio, e o campo magnético deve estar paralelo ao fio, apontando para a direita. Exercícios e o sentido da força magnética nos casos abaixo A maior força de origem magnética (medida em newton) que pode atuar sobre um elétron (carga e = 1,6.10 um tubo de TV, onde existe um campo magnético de módulo B = 83,0 mT, quando sua velocidade é de 7,0.10 Uma tecnologia capaz de fornecer altas energias para partículas elementares pode ser encontrada nos aceleradores rtículas, como, por exemplo, nos cíclotrons. O princípio básico dessa tecnologia consiste no movimento de partículas eletricamente carregadas submetidas a um campo magnético perpendicular à sua trajetória. Um cíclotron foi construído de maneira a utilizar um campo magnético uniforme, , de módulo constante igual a 1,6 T, , sempre perpendicular à velocidade da partícula. Considere que esse campo magnético, ao atuar sobre uma partícula positiva de massa igual a 1,7 x 10–27 kg e carga igual a 1,6 x 10 que a partícula se movimente em uma trajetória que, a cada volta, pode ser considerada circular e uniforme, com m/s. Nessas condições, o raio dessa trajetória circular seria aproximad m. c) 3 x 10–4 m. d) 4 x 10– age sobre cada condutor retilíneo, percorrido por uniforme, nos casos: “Trem magnético japonês bate seu próprio recorde de velocidade (da Agência Lusa) magneticamente, conhecido por “Maglev”, bateu hoje o seu próprio recorde de velocidade ao atingir 560 km/h durante um teste de via”O comboio de cinco vagões MLX01, cujo recorde anterior de 552 km/h fora alcançado em abril de 1999 com 13 pessoas a bordo, alcançou sua nova marca sem levar passageiros. O trem japonês fica amente suspenso da via pela ação de magnetos, o que elimina a redução da velocidade causada pelo atrito (Disponível:http:www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia Acesso em: 13 set. 2004). É possível deixar suspenso um corpo condutor criando uma força magnética contrária à força gravitacional que atua sobre ele. Para isso, o corpo deve estar imerso em um campo magnético e por ele deve passar uma corrente elétrica. Considerando um fio condutor retilíneo como uma linha horizontal nesta folha de papel que você lê, que deve ser considerada como estando posicionada com seu plano paralelo à superfície terrestre e à frente do leitor. Quais devem ser as orientações do campo magnético e da corrente elétrica, de modo que a força magnética resultante este direção e no sentido contrário à força gravitacional que atua sobre o fio? Ignore as ligações do fio com a fonte de corrente a) A corrente deve apontar para esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estar perpendicular ao fio b) A corrente deve apontar para a esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estar paralelo ao fio, apontando c) A corrente deve apontar para a direita ao longo do fio, e o campo magnético deve estar perpen d) A corrente deve apontar para a direita ao longo do fio, e o campo magnético deve estar paralelo ao fio, apontando para A maior força de origem magnética (medida em newton) que pode atuar sobre um elétron (carga e = 1,6.10-19 C) um tubo de TV, onde existe um campo magnético de módulo B = 83,0 mT, quando sua velocidade é de 7,0.106 m/s, Uma tecnologia capaz de fornecer altas energias para partículas elementares pode ser encontrada nos aceleradores rtículas, como, por exemplo, nos cíclotrons. O princípio básico dessa tecnologia consiste no movimento de partículas eletricamente carregadas submetidas a um campo magnético perpendicular à sua trajetória. , de módulo constante igual a 1,6 T, , sempre perpendicular à velocidade da partícula. Considere que esse campo kg e carga igual a 1,6 x 10–19 C, faça com que a partícula se movimente em uma trajetória que, a cada volta, pode ser considerada circular e uniforme, com m/s. Nessas condições, o raio dessa trajetória circular seria aproximadamente –4 m. e) 5 x 10 -4 m. por corrente elétrica e imerso no “Trem magnético japonês bate seu próprio recorde de velocidade (da Agência Lusa) – Um trem japonês que levita e de velocidade ao atingir 560 km/h durante um teste de via”O comboio de cinco vagões MLX01, cujo recorde anterior de 552 km/h fora alcançado em abril de 1999 com 13 pessoas a bordo, alcançou sua nova marca sem levar passageiros. O trem japonês fica amente suspenso da via pela ação de magnetos, o que elimina a redução da velocidade causada pelo atrito Acesso em: 13 set. 2004). uma força magnética contrária à força gravitacional que atua sobre ele. Para isso, o corpo deve estar imerso em um campo magnético e por ele deve passar uma corrente elétrica. papel que você lê, que deve ser considerada como estando posicionada com seu plano paralelo à superfície terrestre e à frente do leitor. Quais devem ser as orientações do campo magnético e da corrente elétrica, de modo que a força magnética resultante esteja na mesma direção e no sentido contrário à força gravitacional que atua sobre o fio? Ignore as ligações do fio com a fonte de corrente a) A corrente deve apontar para esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estar perpendicular ao fio, apontando b) A corrente deve apontar para a esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estar paralelo ao fio, apontando c) A corrente deve apontar para a direita ao longo do fio, e o campo magnético deve estar perpendicular ao fio, apontando d) A corrente deve apontar para a direita ao longo do fio, e o campo magnético deve estar paralelo ao fio, apontando para e) A corrente deve apontar para a esquerda ao longo do fio, e o camp apontando para dentro do plano da folha. 6. Um fio MN, de 40cm de comprimento e massa igual a 30g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de constante elástica k=10N/m. O conjunto encontra como mostra a figura. Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética verticalmente para baixo. Determine a elongação total, devido à força magnética e à força grav 7. Um fio condutor rígido de 200 g e 20 cm de comprimento é ligado ao restante do circuito por meio de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a figura abaixo. O plano da figura é vertical. Inicialmente a chave está aberta. O fio condutor é preso a um dinamômetro e se encontra numa região com campo magnético de 1,0 T, entrando perpendicularmente no plano da figura: estando o fio em equilíbrio. b) Determine a direção e a intensidade da cor que o dinamômetro passa a indicar leitura zero. c) Calcule a tensão da bateria sabendo Fluxo magnético O fluxo magnético Φm num campo mergulhada numa região, é pelo valor da área A e pelo cosseno do ângulo perpendicular Φm = | | A cos θ. O fluxo magnético que atravessa uma espira a intensidade do campo magnético se a área atravessada pelo campo magnético e se o ângulo que o campo magnético A unidade de fluxo magnético do Sistema Internacional Indução eletromagnética O fenômeno da indução eletromagnética foi descoberto por Faraday em 1831, quando magnético pode induzir um campo elétrico, ou seja, demonstrou que, aproximando e afastando um imã de uma espira de fio condutor conectada a um galvanômetro (dispositivo que indica pequenas correntes), durante o movimento do imã o galvanômetro detectava o aparecimento de uma corrente elétrica no fio, e quando o imã elétrica cessava. A partir do fenômeno da indução eletromagnética foram construídos geradores de energia elétrica através das usinas hidrelétricas, termoelétricas ou nucleares que giram turbinas as quaismovem gigantescos imãs e bobinas. Para que você entenda o fenômeno da indução eletromagnética, considere uma única espira e um imã permanente. Quando você aproxima o imã da espira, o número de linhas d magnético) aumenta, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida num determinado sentido. e) A corrente deve apontar para a esquerda ao longo do fio, e o campo magnético deve estar perpendicular ao fio, Um fio MN, de 40cm de comprimento e massa igual a 30g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de constante elástica k=10N/m. O conjunto encontra-se em uma região de campo magnético uniforme B=0,1Wb/m2, Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética verticalmente para baixo. Determine a elongação total, devido à força magnética e à força gravitacional, sofrida pela mola, em cm. Um fio condutor rígido de 200 g e 20 cm de comprimento é ligado ao restante do circuito por meio de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a figura abaixo. O plano da figura é vertical. Inicialmente a chave está aberta. namômetro e se encontra numa região com campo magnético de 1,0 T, entrando perpendicularmente no plano da figura: a) Calcule a força medida pelo dinamômetro com a chave aberta, Determine a direção e a intensidade da corrente elétrica no circuito após o fechamento da chave, sabendo que o dinamômetro passa a indicar leitura zero. Calcule a tensão da bateria sabendo-se que a resistência total do circuito é de 6,0 Eletromagnetismo campo magnético uniforme, que atravessa uma superfície região, é dado pelo produto da intensidade do campo magnético do ângulo θ. formado pela direção do vetor campo perpendicular à superfície. A expressão matemática é: espira de área A varia se: variar, magnético variar, magnético realizar com a espira variar. Internacional (SI) é o weber (Wb) O fenômeno da indução eletromagnética foi descoberto por Faraday em 1831, quando observou que um campo magnético pode induzir um campo elétrico, ou seja, demonstrou que, aproximando e afastando um imã de uma espira de fio condutor conectada a um galvanômetro (dispositivo que indica pequenas correntes), durante o movimento do anômetro detectava o aparecimento de uma corrente elétrica no fio, e quando o imã A partir do fenômeno da indução eletromagnética foram construídos geradores de energia elétrica através das usinas rmoelétricas ou nucleares que giram turbinas as quais movem gigantescos imãs e bobinas. Para que você entenda o fenômeno da indução eletromagnética, considere uma única espira e um imã permanente. Quando você aproxima o imã da espira, o número de linhas de indução do imã que penetram na espira (fluxo magnético) aumenta, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida num determinado sentido. o magnético deve estar perpendicular ao fio, Um fio MN, de 40cm de comprimento e massa igual a 30g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de ião de campo magnético uniforme B=0,1Wb/m2, Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética verticalmente para baixo. itacional, sofrida pela mola, em cm. Um fio condutor rígido de 200 g e 20 cm de comprimento é ligado ao restante do circuito por meio de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a figura abaixo. O plano da figura é vertical. Inicialmente a chave está aberta. namômetro e se encontra numa região com campo magnético de 1,0 T, entrando Calcule a força medida pelo dinamômetro com a chave aberta, rente elétrica no circuito após o fechamento da chave, sabendo-se se que a resistência total do circuito é de 6,0 Ω. uma superfície de área A, magnético | ampo magnético e pela direção observou que um campo magnético pode induzir um campo elétrico, ou seja, demonstrou que, aproximando e afastando um imã de uma espira de fio condutor conectada a um galvanômetro (dispositivo que indica pequenas correntes), durante o movimento do anômetro detectava o aparecimento de uma corrente elétrica no fio, e quando o imã parava, essa corrente A partir do fenômeno da indução eletromagnética foram construídos geradores de energia elétrica através das usinas rmoelétricas ou nucleares que giram turbinas as quais movem gigantescos imãs e bobinas. Para que você entenda o fenômeno da indução eletromagnética, considere uma única espira e um imã permanente. e indução do imã que penetram na espira (fluxo magnético) aumenta, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida num determinado sentido. Quando você afasta o imã da espira, o número de linhas de indução do imã (fluxo magnético) que penetram n diminui, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida com sentido oposto ao anterior. Com o imã imóvel, o número de linhas de indução que penetram na espira (fluxo magnético) não muda, não existindo corrente elétrica induzida. Você obteria o mesmo resultado acima, mantendo o imã fixo e movendo a espera ou movendo os dois, pois não importa quem de movimente, mas que haja variação de fluxo magnético através da espira, o que só ocorre se a velocidade relativa entre eles for diferente de zero. Força eletromotriz induzida - Lei de Faraday Michael Faraday, experimentalmente observou que a tensão média induzida e consequentemente a corrente elétrica induzida é maior quanto mais rápida for a variação do fluxo magnético no circuito. Lembr induzida dá-se o nome de força eletromotriz induzida. “ O módulo da força eletromotriz induzida num circuito é igual à razão entre a variação do fluxo magnético nesse circuito, pelo intervalo de tempo em que essa variação ocorre” 1. Uma espira quadrada de lado R= 2 cm (2.10 Qual é o fluxo de indução nessa espira em cada um dos seguintes casos: a) o plano da espira é paralelo às linhas de indução; b) o plano da espira é perpendicular às linhas de indução; 2. Um imã preso a um carrinho desloca trilho há uma espira metálica, como mostra a figura. 3. Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura. Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. Considerando anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele: Quando você afasta o imã da espira, o número de linhas de indução do imã (fluxo magnético) que penetram n diminui, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida com sentido oposto ao anterior. Com o imã imóvel, o número de linhas de indução que penetram na espira (fluxo magnético) não muda, não existindo ê obteria o mesmo resultado acima, mantendo o imã fixo e movendo a espera ou movendo os dois, pois não importa quem de movimente, mas que haja variação de fluxo magnético através da espira, o que só ocorre se a velocidade relativa Lei de Faraday Michael Faraday, experimentalmente observou que a tensão média induzida e consequentemente a corrente elétrica induzida é maior quanto mais rápida for a variação do fluxo magnético no circuito. Lembrando que a essa tensão média se o nome de força eletromotriz induzida. Assim, ele definiu essa lei da seguinte maneira: “ O módulo da força eletromotriz induzida num circuito é igual à razão entre a variação do fluxo magnético nesse circuito, pelo intervalo de tempo em que essa variação ocorre” Exercícios Uma espira quadrada de lado R= 2 cm (2.10-2 m) é imersa em um campo magnético uniforme de intensidade 2T. Qual é o fluxo de indução nessa espira em cada um dos seguintes casos: plano da espira é paralelo às linhas de indução; b) o plano da espira é perpendicular às linhas de indução; Um imã preso a um carrinho desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o mo mostra a figura. Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura.Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular lo símbolo B. Considerando-se essa situação, é correto afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele: Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica: a) é sempre nula; b) existe somente quando o imã se aproxima da esfera; c) existe somente quando o imã está dentro da espira; d) existe somente quando imã se afasta da espira; e) existe quando o imã se aproxima ou se afasta da espira. a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S. b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S. c) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S. d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R. Quando você afasta o imã da espira, o número de linhas de indução do imã (fluxo magnético) que penetram na espira diminui, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida com sentido oposto ao anterior. Com o imã imóvel, o número de linhas de indução que penetram na espira (fluxo magnético) não muda, não existindo ê obteria o mesmo resultado acima, mantendo o imã fixo e movendo a espera ou movendo os dois, pois não importa quem de movimente, mas que haja variação de fluxo magnético através da espira, o que só ocorre se a velocidade relativa Michael Faraday, experimentalmente observou que a tensão média induzida e consequentemente a corrente elétrica ando que a essa tensão média Assim, ele definiu essa lei da seguinte maneira: “ O módulo da força eletromotriz induzida num circuito é igual à razão entre a variação do fluxo magnético nesse circuito, m) é imersa em um campo magnético uniforme de intensidade 2T. se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura. Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular se essa situação, é correto afirmar que, quando o se afirmar que, na espira, a corrente elétrica: existe somente quando o imã se aproxima da esfera; existe somente quando o imã está dentro da espira; existe somente quando imã se afasta da espira; ste quando o imã se aproxima ou se afasta da espira. a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S. b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S. s em R e tem o mesmo sentido em Q e em S. d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R. 4. A energia eólica pode ser uma excelente opção para compor a matriz energética de uma nação como o Brasil. Um estudante construiu um modelo de gerador elétrico "eólico" colocando ventilador na frente de pás conectadas a uma espira com 1,0.10-3 m2 de área, O modelo do gerador está representado pelo esquema a seguir. Observe (01) Com o ventilador ligado e a espira girando, a lâmpada brilha, e a corrente ger (02) Enquanto a espira estiver girando, o campo magnético gera sobre ela um torque que se opõe ao seu movimento de rotação. (04) Correntes alternadas são normalmente usadas nas linhas de transmissão, pois podem ser diminuídas ou aumentadas utilizarmos transformadores. (08) Mesmo sem vento e com a espira parada teremos uma força eletromotriz induzida, pois um campo constante sempre gera uma força eletromotriz sobre uma espira. (16) O módulo do fluxo magnético na espira varia entre 5. O fluxo magnético através do anel da figura é 37.10 interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms. Determine a intensidade da força eletromotriz média induzida no anel, em volts. 6. Uma espira circular de área 1m2 é colocada em um campo magnético. O campo mantém plano da espira, porém sua intensidade diminui uniformemente à razão de 2T por segundo. Calcule a intensidade de corrente que circula pela espira se a resistência elétrica da mesma vale 4 7. O princípio de funcionamento dos detectores de metais utilizados em verificações de segurança é baseado na lei de indução de Faraday. A força eletromotriz induzida por um fluxo de espira gera uma corrente. Se um pedaço de metal for colocado nas proximidades da espira, o valor do campo magnético será alterado, modificando a corrente na espira. Essa variação pode ser detectada e usada para reconhecer a presença de um corpo metálico nas suas vizinhanças. a) Considere que o campo magnético B atravessa perpendicularmente a espira e varia no tempo segundo a figura. Se a espira tem raio de 2 cm, qual é a força eletromotriz induzida? b) A espira é feita de um fio de cobre de 1 mm de raio e a resistividade do cobre é corrente na espira? A energia eólica pode ser uma excelente opção para compor a matriz energética de uma nação como o Brasil. Um estudante construiu um modelo de gerador elétrico "eólico" colocando ventilador na frente de pás conectadas a de área, que está em um campo magnético constante de 2,0.10 O modelo do gerador está representado pelo esquema a seguir. Observe-o e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) Com o ventilador ligado e a espira girando, a lâmpada brilha, e a corrente gerada é alternada. (02) Enquanto a espira estiver girando, o campo magnético gera sobre ela um torque que se opõe ao seu movimento de (04) Correntes alternadas são normalmente usadas nas linhas de transmissão, pois podem ser diminuídas ou aumentadas (08) Mesmo sem vento e com a espira parada teremos uma força eletromotriz induzida, pois um campo constante sempre gera uma força eletromotriz sobre uma espira. (16) O módulo do fluxo magnético na espira varia entre -2.10-5 Wb e o valor máximo de 2 .10 O fluxo magnético através do anel da figura é 37.10-3Wb. Quando a corrente que produz este fluxo é interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms. Determine a intensidade da força eletromotriz é colocada em um campo magnético. O campo mantém plano da espira, porém sua intensidade diminui uniformemente à razão de 2T por segundo. Calcule a intensidade te que circula pela espira se a resistência elétrica da mesma vale 4Ω. O princípio de funcionamento dos detectores de metais utilizados em verificações de segurança é baseado na lei de indução de Faraday. A força eletromotriz induzida por um fluxo de campo magnético variável através de uma espira gera uma corrente. Se um pedaço de metal for colocado nas proximidades da espira, o valor do campo magnético será alterado, modificando a corrente na espira. Essa variação pode ser detectada e usada para nhecer a presença de um corpo metálico nas suas vizinhanças. a) Considere que o campo magnético B atravessa perpendicularmente a espira e varia no tempo segundo a figura. Se a espira tem raio de 2 cm, qual é a força eletromotriz induzida? b) A espira é feita de um fio de cobre de 1 mm de raio e a resistividade do cobre é ρ = 2 x 10 A energia eólica pode ser uma excelente opção para compor a matriz energética de uma nação como o Brasil. Um estudante construiu um modelo de gerador elétrico "eólico" colocando ventilador na frente de pás conectadas a que está em um campo magnético constante de 2,0.10-2 T. o e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). ada é alternada. (02) Enquanto a espira estiver girando, o campo magnético gera sobre ela um torque que se opõe ao seu movimento de (04) Correntes alternadas são normalmente usadas nas linhas de transmissão, pois podem ser diminuídas ou aumentadas se (08) Mesmo sem vento e com a espira parada teremos uma força eletromotriz induzida, pois um campo constante sempre Wb e o valor máximo de 2 .10-5 Wb . Wb. Quando a corrente que produz este fluxo é interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms. Determine a intensidade da força eletromotriz é colocada em um campo magnético. O campo mantém-se perpendicular ao plano da espira, porém sua intensidade diminui uniformemente à razão de 2T por segundo. Calcule a intensidade O princípio de funcionamentodos detectores de metais utilizados em verificações de segurança é baseado na lei campo magnético variável através de uma espira gera uma corrente. Se um pedaço de metal for colocado nas proximidades da espira, o valor do campo magnético será alterado, modificando a corrente na espira. Essa variação pode ser detectada e usada para a) Considere que o campo magnético B atravessa perpendicularmente a espira e varia no tempo segundo a figura. Se a ρ = 2 x 10-8 ohm-metro. Qual é a 8. O alicate-amperímetro é um medidor de corrente elétrica, cujo princípio de funcionamento baseia magnético produzido pela corrente. Para se fazer uma medida, basta envolver o fio com a alça do amperímetro, como ilustra a figura abaixo. a) Se o campo magnético num ponto da alça circular do alicate da figura for igual a 1,0 × 10 percorre o fio situado no centro da alça do amperímetro? b) A alça do alicate é composta de uma bobina com várias espiras, cada uma com área A = 0,6 cm campo magnético, que é perpendicular à área da espira, varia de zero a 5,0 × 10 eletromotriz induzida, e, em uma espira? 9. Quando uma barra metálica se desloca num campo magnético, sabe extremidades, provocando entre elas uma polarização elétrica. Desse modo no interior do metal, gerando uma diferença de potencial entre as extremidades da barra. Considere uma barra metálica descarregada, de 2,0 m de comprimento, que se desloca com velocidade constante de módulo v = 216 km/h num plano horizontal (veja figura), próximo à superfície da Terra. Sendo criada uma diferença de potencial (ddp) de 3,0.10-3V entre as extremidades da barra, o valor do componente vertical do campo de indução magnética terrestre nesse local é de 10. O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a colaboração de vários cientistas, como Faraday, por exemplo, que verificou a existência da indução eletromagnética. Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor idealizou uma experiência simpl resistência total R = 5 Ω, e aplicou atrav é descrito pelo gráfico ao lado. O fluxo magnético cruza perpendicularmente esse experimento, considere as seguintes afirmativas: I. A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e t = 4 s vale 50 V. II. A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente que pass entre t = 8 s e t = 12 s. III. A corrente que circula pelo circuito entre t = 4 s e t = 8 s vale 25 A. IV. A potência elétrica dissipada no circuito entre t = 8 s e t = 12 s vale 125 W. amperímetro é um medidor de corrente elétrica, cujo princípio de funcionamento baseia o produzido pela corrente. Para se fazer uma medida, basta envolver o fio com a alça do amperímetro, a) Se o campo magnético num ponto da alça circular do alicate da figura for igual a 1,0 × 10 orre o fio situado no centro da alça do amperímetro? b) A alça do alicate é composta de uma bobina com várias espiras, cada uma com área A = 0,6 cm campo magnético, que é perpendicular à área da espira, varia de zero a 5,0 × 10–6 T em 2,0 × 10 Quando uma barra metálica se desloca num campo magnético, sabe-se que seus elétrons se movem para uma das extremidades, provocando entre elas uma polarização elétrica. Desse modo, é criado um campo elétrico constante no interior do metal, gerando uma diferença de potencial entre as extremidades da barra. Considere uma barra metálica descarregada, de 2,0 m de comprimento, que se desloca com velocidade constante de módulo v = 216 /h num plano horizontal (veja figura), próximo à superfície da Terra. Sendo criada uma diferença de potencial V entre as extremidades da barra, o valor do componente vertical do campo de indução magnética terrestre nesse local é de O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a colaboração de vários cientistas, como Faraday, por exemplo, que verificou a existência da indução eletromagnética. Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor idealizou uma experiência simples. Construiu um circuito condutor retangular, formado por um fio com Ω, e aplicou através dele um fluxo magnético Φ cujo comportamento em fun é descrito pelo gráfico ao lado. O fluxo magnético cruza perpendicularmente o plano do circuito. Em relação a esse experimento, considere as seguintes afirmativas: A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e t = 4 s vale 50 V. A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente que pass A corrente que circula pelo circuito entre t = 4 s e t = 8 s vale 25 A. A potência elétrica dissipada no circuito entre t = 8 s e t = 12 s vale 125 W. amperímetro é um medidor de corrente elétrica, cujo princípio de funcionamento baseia-se no campo o produzido pela corrente. Para se fazer uma medida, basta envolver o fio com a alça do amperímetro, a) Se o campo magnético num ponto da alça circular do alicate da figura for igual a 1,0 × 10–5 T, qual é a corrente que b) A alça do alicate é composta de uma bobina com várias espiras, cada uma com área A = 0,6 cm2. Numa certa medida, o m 2,0 × 10–3 s. Qual é a força se que seus elétrons se movem para uma das , é criado um campo elétrico constante no interior do metal, gerando uma diferença de potencial entre as extremidades da barra. Considere uma barra metálica descarregada, de 2,0 m de comprimento, que se desloca com velocidade constante de módulo v = 216 /h num plano horizontal (veja figura), próximo à superfície da Terra. Sendo criada uma diferença de potencial V entre as extremidades da barra, o valor do componente vertical do campo de indução O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a colaboração de vários cientistas, como Faraday, por exemplo, que verificou a existência da indução eletromagnética. Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um es. Construiu um circuito condutor retangular, formado por um fio com Φ cujo comportamento em função do tempo t o plano do circuito. Em relação a A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente que passa por ele http://www.infoescola.com/files/2010/06/exec48fsc.jpg 11. Uma espira metálica é deslocada para a direita, com velocidade constante v = 10 m/s, em um uniforme B = 0,20 Wb/m2. Com relação à figura abaixo, quando a resistência da espira é 0,80 induzida é igual a: Dados: CF = 20 cm 12. Um transformador é constituído de duas bobinas independentes (primário e secundário), enroladas sobre a mesma peça de ferro (núcleo do transformador). Com relação a esse dispositivo, analise as afirmativas a seguir. I. O funcionamento do transformador é base II. O transformador só funciona com corrente contínua e constante na bobina primária. III. Se o número de espiras do primário for maior que o número de espiras do secundário, o transformador funciona como um elevador d 13. Um transformador recebe 50 V de tensão alternada no primário e entrega 1.000 V no secundário. Sabendo que o número de espiras do secundáriosão 3.000, calcule o número de espiras do primário. Uma espira metálica é deslocada para a direita, com velocidade constante v = 10 m/s, em um . Com relação à figura abaixo, quando a resistência da espira é 0,80 Um transformador é constituído de duas bobinas independentes (primário e secundário), enroladas sobre a mesma peça de ferro (núcleo do transformador). Com relação a esse dispositivo, analise as afirmativas a seguir. O funcionamento do transformador é baseado no fenômeno da indução eletromagnética. O transformador só funciona com corrente contínua e constante na bobina primária. Se o número de espiras do primário for maior que o número de espiras do secundário, o transformador funciona como um elevador de potência. Podemos afirmar que: a) apenas a afirmativa I é correta. b) apenas as afirmativas I e II estão corretas. c) apenas as afirmativas I e III estão corretas. d) apenas as afirmativas II e III estão corretas. e) todas as afirmativas estãoUm transformador recebe 50 V de tensão alternada no primário e entrega 1.000 V no secundário. Sabendo que o número de espiras do secundáriosão 3.000, calcule o número de espiras do primário. Uma espira metálica é deslocada para a direita, com velocidade constante v = 10 m/s, em um campo magnético . Com relação à figura abaixo, quando a resistência da espira é 0,80Ώ e, a corrente Um transformador é constituído de duas bobinas independentes (primário e secundário), enroladas sobre a mesma peça de ferro (núcleo do transformador). Com relação a esse dispositivo, analise as afirmativas a seguir. ado no fenômeno da indução eletromagnética. O transformador só funciona com corrente contínua e constante na bobina primária. Se o número de espiras do primário for maior que o número de espiras do secundário, o transformador Podemos afirmar que: a) apenas a afirmativa I é correta. b) apenas as afirmativas I e II estão c) apenas as afirmativas I e III estão d) apenas as afirmativas II e III estão e) todas as afirmativas estão corretas. Um transformador recebe 50 V de tensão alternada no primário e entrega 1.000 V no secundário. Sabendo que o número de espiras do secundáriosão 3.000, calcule o número de espiras do primário.