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<p>Experiência de Oersted</p><p>Física</p><p>3o bimestre – Aula 08</p><p>Ensino Médio</p><p>● Eletromagnetismo. ● Investigar a Experiência de</p><p>Oersted;</p><p>● Analisar a relação entre correntes</p><p>elétricas e campos magnéticos.</p><p>Fonte: Elaborado especialmente para a aula com imagens © Getty Images</p><p>Imagine que um grupo de turistas está</p><p>acampando em uma área afastada e, de</p><p>repente, a bússola do “Guia” começa a</p><p>apontar em um sentido diferente do</p><p>indicado pelos mapas da região! Observe</p><p>a imagem a seguir e responda: o que</p><p>pode ter causado essa diferença na</p><p>orientação da bússola? Será que dá para</p><p>consertar a orientação dela? Pense em</p><p>como uma bússola funciona e os fatores</p><p>que podem influenciar sua orientação.</p><p>Situação-problema</p><p>5 MINUTOS TODO MUNDO</p><p>ESCREVE</p><p>Hans Christian Oersted, professor de</p><p>Física da Universidade de</p><p>Copenhague, realizou um experimento</p><p>que demonstrou, de forma</p><p>experimental, que os fenômenos</p><p>elétricos e magnéticos não eram</p><p>independentes como se acreditava.</p><p>A origem do campo magnético</p><p>Figura ilustrativa de Hans Christian Oersted</p><p>A experiência consiste em um circuito elétrico controlado por uma chave. Junto a esse</p><p>circuito é colocada uma bússola com a agulha magnética estabilizada na direção norte-sul,</p><p>conforme a figura abaixo.</p><p>A origem do campo magnético</p><p>Circuito elétrico aberto com a direção da bússola estabilizada na direção norte-sul</p><p>CONTINUA</p><p>Fechando-se a chave, o circuito é percorrido por uma corrente elétrica e a agulha da bússola</p><p>sofre um desvio, estabilizando em uma direção diferente da anterior. Ao abrir a chave, a</p><p>agulha volta a ficar estabilizada na direção norte-sul.</p><p>A origem do campo magnético</p><p>Circuito elétrico fechado, ilustrando o desvio da agulha da bússola</p><p>Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=YwfE7ObmCtE.</p><p>Acesso em: 17 maio 2024.</p><p>Link para vídeo</p><p>Concluímos que uma corrente elétrica</p><p>(carga em movimento) gera, ao seu</p><p>redor, um campo magnético. Esse</p><p>campo magnético é quem faz a</p><p>bússola desviar de seu alinhamento</p><p>junto ao campo magnético da Terra.</p><p>A seguir podemos assistir um vídeo</p><p>com a demonstração da experiência de</p><p>Oersted.</p><p>A origem do campo magnético</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=YwfE7ObmCtE</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>A Campos elétricos</p><p>Ondas gravitacionais</p><p>Fenômenos relativísticos</p><p>Diferença de potencial</p><p>Campos magnéticos</p><p>20 MINUTOS</p><p>1. De acordo com o experimento de Christian Oersted, o movimento relativo de cargas</p><p>elétricas, em um fio condutor de eletricidade, tem como resultado o surgimento de:</p><p>CONTINUA</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>A</p><p>Correção</p><p>Campos elétricos</p><p>Ondas gravitacionais</p><p>Fenômenos relativísticos</p><p>Diferença de potencial</p><p>Campos magnéticos</p><p>O experimento de Oersted demonstrou</p><p>que o movimento de cargas elétricas, ou</p><p>seja, a passagem de uma corrente</p><p>elétrica em um fio condutor, resulta no</p><p>aparecimento de campos magnéticos ao</p><p>redor do fio. Portanto, a resposta correta</p><p>é a opção B, campos magnéticos.</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>A A agulha da bússola permanece estática.</p><p>A agulha da bússola sofre repulsa magnética, afastando-se do fio condutor</p><p>A agulha da bússola é atraída magneticamente em direção ao fio condutor.</p><p>A agulha da bússola move-se em círculos ao redor do fio condutor.</p><p>A agulha da bússola desvia-se de sua direção original, alinhada ao campo magnético da Terra.</p><p>20 MINUTOS</p><p>2. No experimento de Christian Oersted, o que ocorre com a agulha de</p><p>uma bússola, inicialmente alinhada ao campo magnético da Terra,</p><p>quando uma corrente elétrica passa por um fio condutor próximo a ela?</p><p>CONTINUA</p><p>B</p><p>C</p><p>D</p><p>E</p><p>A</p><p>CORREÇÃO:</p><p>A agulha da bússola permanece estática.</p><p>A agulha da bússola sofre repulsa</p><p>magnética, afastando-se do fio condutor.</p><p>A agulha da bússola é atraída</p><p>magneticamente em direção ao fio</p><p>condutor.</p><p>A agulha da bússola move-se em</p><p>círculos ao redor do fio condutor.</p><p>A agulha da bússola desvia-se de sua</p><p>direção original, alinhada ao campo</p><p>magnético da Terra.</p><p>No experimento de Oersted, quando</p><p>uma corrente elétrica passa por um fio</p><p>condutor próximo a uma bússola, a</p><p>agulha da bússola, que inicialmente</p><p>está alinhada ao campo magnético da</p><p>Terra, sofre um desvio em sua direção</p><p>original. Isso ocorre devido à interação</p><p>entre o campo magnético gerado pela</p><p>corrente elétrica e o campo magnético</p><p>da Terra. Como resultado, a agulha da</p><p>bússola desvia-se de sua orientação</p><p>inicial. Portanto, a resposta correta é a</p><p>opção B.</p><p>Apresentamos a ideia de um</p><p>experimento no qual um fio reto AB</p><p>atravessa perpendicularmente uma</p><p>placa feita de papelão, madeira ou</p><p>plástico. O fio, conectado a um</p><p>gerador, é atravessado por uma</p><p>corrente elétrica (i) suficiente para</p><p>gerar, ao seu redor, um campo</p><p>magnético de intensidade bem maior</p><p>do que o da Terra.</p><p>Campos magnéticos a partir</p><p>de fios retilíneos</p><p>Fio retilíneo AB, no qual flui uma corrente elétrica i</p><p>Hans Christian Oersted, professor de</p><p>Física da Universidade de</p><p>Copenhague, realizou um experimento</p><p>que demonstrou, de forma</p><p>experimental, que os fenômenos</p><p>elétricos e magnéticos não eram</p><p>independentes como se acreditava.</p><p>A origem do campo magnético</p><p>Linhas de indução do campo magnético gerado por um fio retilíneo</p><p>Campos magnéticos a partir</p><p>de fios retilíneos</p><p>Se substituirmos a limalha de ferro por</p><p>algumas bússolas, colocando-as sobre</p><p>a placa, podemos determinar a direção</p><p>dessas linhas de indução, pois cada</p><p>agulha se alinha com o vetor de</p><p>indução magnética B, que é tangente</p><p>às linhas de indução.</p><p>Orientação das linhas de indução do campo magnético por meio de</p><p>bússolas sobre a placa</p><p>Campos magnéticos a partir de fios retilíneos</p><p>Ilustração do campo magnético em um fio retilíneo</p><p>● 𝝁 → Tesla∙metro/ampere (T∙m/A).</p><p>● 𝒊 → ampere (A).</p><p>● 𝑹 → metro (m).</p><p>● 𝑩 → tesla (T).</p><p>Podemos definir uma relação matemática para calcular a intensidade do campo magnético</p><p>(B) em fios retilíneos. Essa relação foi determinada pelo físico André Marie Amper.</p><p>𝑩 =</p><p>𝝁 ∙ 𝒊</p><p>𝟐𝝅𝑹</p><p>𝝁 = permeabilidade magnética.</p><p>𝒊 = intensidade de corrente elétrica.</p><p>o campo magnético, ao fio condutor𝑹</p><p>= distância de um ponto onde será calculado</p><p>O sentido das linhas de campo</p><p>magnético obedece a uma relação</p><p>conhecida como Regra da mão direita.</p><p>O nome característico se dá porque ao</p><p>segurar o fio com a mão direita, o dedo</p><p>polegar indicará o sentido da corrente</p><p>elétrica, enquanto os demais dedos</p><p>indicam o sentido do campo magnético.</p><p>A regra da mão direita</p><p>Demonstração da regra da mão direita na orientação das linhas de indução</p><p>De maneira alternativa, existe uma simbologia associada às linhas de campo.</p><p>Essa simbologia denota se as linhas de campo estão entrando no plano ou saindo dele.</p><p>A regra da mão direita</p><p>Notação para linhas de campo entrando no plano</p><p>Notação para linhas de campo saindo do plano</p><p>CONTINUA</p><p>Ilustração da simbologia das linhas de campo, a partir do sentido da corrente elétrica</p><p>A regra da mão direita</p><p>Devemos aplicar essa simbologia de acordo com o sentido da corrente elétrica; dessa forma,</p><p>poderemos caracterizar o campo magnético. A figura abaixo ilustra o uso da simbologia</p><p>apresentada, note que a seta amarela indica o sentido da corrente elétrica.</p><p>Um fio retilíneo e longo é percorrido por uma corrente elétrica com intensidade de 2A.</p><p>Determine as características do campo magnético gerado por essa corrente em um ponto a 4</p><p>cm do fio. Dado µ = 4𝜋 ∙ 10-7 𝑇 ∙𝑚/𝐴.</p><p>Exercício proposto</p><p>CONTINUA</p><p>Exercício proposto – Correção:</p><p>Sendo 𝜇 = 4𝜋 ∙ 10 -7 𝑇.𝑚</p><p>𝐴</p><p>, R = 4 cm, 𝜋 = 3,14 e i = 2 A. Utilizamos a relação:</p><p>𝐵 =</p><p>𝜇. 𝑖</p><p>2𝜋𝑅</p><p>Substituindo os valores:</p><p>𝐵 =</p><p>4𝜋10−7 ∙ 2</p><p>2𝜋 ∙ 4 ∙ 10−2</p><p>Simplificando os termos em comum, obtemos: B = 10-5 T</p><p>Retomando e aprofundando aprendizagens...</p><p>Retorne à situação proposta na seção “Para</p><p>começar” e, com base no que você aprendeu</p><p>nesta aula, elabore uma hipótese sobre os</p><p>motivos que podem ter levado a bússola do</p><p>monitor a apontar em um sentido diferente ao</p><p>indicado pelos mapas durante a expedição</p><p>dos turistas.</p><p>Retomando e aprofundando aprendizagens...</p><p>Uma possível explicação para a situação-</p><p>problema é que a intensidade do campo</p><p>magnético, gerado pela corrente elétrica que</p><p>percorre a linha de transmissão de alta</p><p>tensão, é consideravelmente maior do que a</p><p>intensidade do campo magnético da Terra</p><p>naquela região. Isso poderia ter afetado a</p><p>agulha magnética da bússola, fazendo-a</p><p>apontar em um sentido diferente do indicado</p><p>pelos mapas.</p><p>• Investigamos a experiência de Oersted;</p><p>• Analisamos a relação entre correntes elétricas</p><p>e campos magnéticos.</p><p>Fonte: © Getty Images</p><p>GUALTER. J. B.; NEWTON. V. B; HELOU, R. D. Tópicos de Física 3. São Paulo: Saraiva,</p><p>2012.</p><p>LEMOV, D. Aula nota 10: 49 técnicas para ser um professor campeão de audiência. São</p><p>Paulo: Da Boa Prosa/Fundação Lemann, 2011.</p><p>MARTINI, G. et al. Conexões com a Física. São Paulo: Moderna, 2016.</p><p>PIETROCOLA, M. et al. Física em contextos 1. São Paulo: Editora do Brasil, 2016.</p><p>SÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Currículo Paulista: etapa Ensino Médio,</p><p>2020. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-</p><p>content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-</p><p>M%C3%A9dio_ISBN.pdf. Acesso em: 17 maio 2024.</p><p>https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf</p><p>https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf</p><p>https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/02/CURR%C3%8DCULO-PAULISTA-etapa-Ensino-M%C3%A9dio_ISBN.pdf</p><p>Lista de imagens e vídeos</p><p>Imagem da capa – SEDUC</p><p>Slide 3 – Elaborado especialmente para a aula</p><p>Slide 4 – Wikimedia Commons. Disponível em:</p><p>https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%C3%98rsted.jpg. Acesso em: 17 maio 2024.</p><p>Slides 5 e 6 – Elaborado especialmente para a aula com imagens © Getty Images e</p><p>© Pixabay</p><p>Slide 7 – FÍSICA NA PRÁTICA. A experiência de Oersted. Disponível em:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=YwfE7ObmCtE. Acesso em: 17 maio 2024.</p><p>https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%C3%98rsted.jpg</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=YwfE7ObmCtE</p><p>Lista de imagens e vídeos</p><p>Slide 12 – Elaborado especialmente para a aula com imagens © Getty Images</p><p>Slides 13 e 23 – © Getty Images</p><p>Slides 14 e 19 – Elaborado especialmente para a aula.</p><p>Slide 15 – Wikimedia Commons. Disponível em:</p><p>https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnetism.svg. Acesso em: 17 maio 2024.</p><p>Slides 16 e 18 – Elaborado especialmente para a aula com imagens © Getty Images</p><p>https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnetism.svg</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3: Situação-problema</p><p>Slide 4: A origem do campo magnético</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6: A origem do campo magnético</p><p>Slide 7: A origem do campo magnético</p><p>Slide 8: De acordo com o experimento de Christian Oersted, o movimento relativo de cargas elétricas, em um fio condutor de eletricidade, tem como resultado o surgimento de:</p><p>Slide 9: Correção</p><p>Slide 10: No experimento de Christian Oersted, o que ocorre com a agulha de uma bússola, inicialmente alinhada ao campo magnético da Terra, quando uma corrente elétrica passa por um fio condutor próximo a ela?</p><p>Slide 11: CORREÇÃO:</p><p>Slide 12: Campos magnéticos a partir de fios retilíneos</p><p>Slide 13: A origem do campo magnético</p><p>Slide 14: Campos magnéticos a partir de fios retilíneos</p><p>Slide 15: Campos magnéticos a partir de fios retilíneos</p><p>Slide 16: A regra da mão direita</p><p>Slide 17: A regra da mão direita</p><p>Slide 18: A regra da mão direita</p><p>Slide 19: Exercício proposto</p><p>Slide 20: Exercício proposto – Correção:</p><p>Slide 21: Retomando e aprofundando aprendizagens...</p><p>Slide 22: Retomando e aprofundando aprendizagens...</p><p>Slide 23</p><p>Slide 24</p><p>Slide 25</p><p>Slide 26</p><p>Slide 27</p>