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Física 
Prof: Welington Mrad Joaquim
E-mail: welington@fisicatual.com.br
Homepage: www.fisicatual.com.br
1
professor welington www.fisicatual.com.br
MAGNETISMO
Aplicação do Magnetismo:
Usina de Itaipu
Usina de Três Gargantas
Turbina em funcionamento
4
MAGNETISMO
ÍMÃS: ATRAÇÃO DE CERTOS MATERIAIS (FERRO)
Descoberta dos Imãs 
Os gregos descobriram na região onde hoje chamamos de Turquia; 
Um minério com capacidade de atrair ferro e outros minérios semelhantes.
 Pedaços de magnetita encontradas na natureza são chamados de imãs naturais. 
Estes imãs naturais são constituídos por óxido de ferro (Fe3O4) e manifestam propriedades naturais que chamamos de fenômenos magnéticos. 
OS ÍMÃS SÃO CONSTRUÍDOS EM
VÁRIAS FORMAS
S
N
S
N
S
N
S
N
TIPOS DE IMÃS
NATURAL
TEMPORÁRIO
MAGNETITA
CORRENTE
 ELÉTRICA
Fenômenos Magnéticos
Verifica-se que dois ímãs em forma de barra, quando aproximados um do outro apresentam uma força de interação entre eles.
Pólos de mesmo nome se repelem e de nomes diferentes se atraem
S
N
S
N
Repulsão
Atração
N
S
S
N
Fenômenos Magnéticos
Verifica-se que os pedaços de ferro eram atraídos com maior intensidade por certas partes do ímã, as quais foram denominadas pólos do ímã.
Um ímã sempre possui dois pólos com comportamentos opostos. O pólo norte e o pólo sul magnéticos.
PÓLOS DE UM IMÃ
N
S
N
S
N
N
S
S
Inseparabilidade
S
N
N
N
S
S
N
N
S
S
INSEPARABILIDADE DOS PÓLOS:
 Todo ímã possui (pelo menos) dois pólos.
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
N
S
MAGNETISMO E TEMPERATURA
Todo imã natural perde o poder magnético ao atingir uma determinada temperatura, chamada de Ponto de Curie.
 Ferro: Temperatura de Curie: 770°C 
 Cobalto: Temperatura de Curie: 1075°C Níquel: Temperatura de Curie: 365°C 
A Bússola
Suspendendo-se livremente um imã em barra, ele gira até assumir, aproximadamente ,a direção norte-sul geográfica. 
Essa propriedade nos permite verificar a existência do campo magnético terrestre e propiciou aos chineses a invenção da bússola (agulha magnética).
17
Orientação Geográfica
Norte Geográfico
Sul Geográfico
S
N
MAGNETISMO DA TERRA
N
S
(geográfico)
(geográfico)
S magnético
N magnético
As propriedades magnéticas da Terra
Descobriu-se que os imãs se orientam aproximadamente com o eixo norte-sul geográfico da Terra
AURORAS POLARES
ELETROMAGNETISMO
AURORAS POLARES
 
Fenômenos Magnéticos
Aurora Boreal – Pólo Norte
Aurora Austral – Pólo Sul
24
Campo Magnético
É a região ao redor de um ímã na qual podem haver forças de origem magnética.
Linhas de Força
São linhas fechadas que saem do polo norte e chegam no polo sul;
 Representam geometricamente a atuação do campo magnético;
Sua concentração indica a intensidade do campo magnético.
Vetor Indução Magnética
Módulo:Depende da intensidade do campo magnético.
Direção: Tangente às linhas de força do campo magnético.
Sentido:O mesmo das linhas de força do campo magnético
Vetor Indução Magnética
A
B
C
D
BD
BA
BC
BB
 N S 
Representação das L.F.
Representação das L.F.
Representação das L.F.
As linhas de indução são consideradas linhas fechadas (começam e terminam no mesmo corpo), 
Enquanto que as linhas de campo elétrico são consideradas linhas abertas (começam em um corpo e terminam em outro).
Observação
Nikola Tesla Iugoslávia
Linhas de Indução
Ímã em forma de barra:
N
S
Linhas de indução obtidas experimentalmente com limalha de ferro. Cada partícula da limalha comporta-se como uma pequena agulha magnética.
Linhas de Indução – Campo Magnético Uniforme
Ímã em ferradura ou em U:
Campo magnético uniforme é aquele no qual, em todos os pontos, o vetor B tem a mesma direção, o mesmo sentido e a mesma intensidade.
N
S
P1
B
P2
B
P3
B
Características das linhas de força magnética:
1. São sempre linhas fechadas: saem e voltam a um mesmo ponto
4.Saem e entram na direção perpendicular às superfícies dos pólos;
2. As linhas magnéticas nunca se cruzam; 
3. Fora do ímã, as linhas saem do pólo norte e se dirigem para o pólo sul e dentro do ímã, as linhas são orientadas do pólo sul para o pólo norte;
N
S
Linha de indução
tangente
Vetor campo magnético no ponto P
P
N (geográfico)
S (geográfico)
CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA
39
Adicionar n s magnetico e gerafico
 NORTE GEOGRÁFICO  SUL MAGNÉTICO
 SUL GEOGRÁFICO  NORTE MAGNÉTICO
OBS: TERRA  Imenso Ímã
Antes era a Eletricidade e o Magnetismo.
ELETROMAGNETISMO
A Experiência de Oersted
Em 1820, o físico dinamarquês H. C. Oersted notou que uma corrente elétrica fluindo através de um condutor desviava uma agulha magnética colocada em sua proximidade.
Hans Christian Oersted
Experiência de Oersted
Representação esquemática da Experiência de Oersted
Quando uma corrente passa por um fio condutor deflete a agulha magnética
Físico Dinamarquês.
Experiência de Oersted
+
-
+
-
i
i
N
N
S
S
A
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
A
O CONDUTOR ATRAI A AGULHA DA BÚSSOLA.
Uma corrente elétrica induz, em um condutor, o surgimento de um campo magnético (imã).
O Eletroímã
Uma bobina com núcleo de ferro constitui um eletroímã.
Em virtude da imantação do pedaço de ferro, o campo magnético resultante assim obtido é muito maior do que o campo criado apenas pela corrente que passa pela bobina.
Eletroímãs
Um eletroímã começa com uma fonte de energia e fios. Por exemplo, se enrolarmos o fio ao redor de um prego 10 vezes, conectar o fio à uma pilha e trazer uma extremidade do prego perto da bússola, descobriremos que ele exerce um efeito muito maior sobre a bússola. Na verdade, o prego se comporta da mesma maneira que um ímã em barra. 
Funcionamento
O que é um Solenoide?
Mais sobre o Assunto
Um solenoide é mais uma forma de eletroímã. Ele é um tubo eletromagnético geralmente usado para mover linearmente um pedaço de metal. Os solenoides são usados em todos os tipos de lugares, especialmente em travas nos aviões, outro exemplo também é nas travas elétricas de um automóvel.
	LEI DE AMPÈRE 
	Em 1820 Christian Oersted verificou que corrente i altera o campo magnético próximo do condutor. Ampère equacionou este fenômeno que ficou conhecido como lei de Ampère.
Eletromagnetismo
Fontes de campo magnético:
Ímã 
Condutor percorrido por corrente 
	Andree Marie Ampère 
	Cristian Oersted 
60
Tipos de campo B:
Por um fio
Espira circular
Solenóide 
Campo magnético criado em um fio Condutor
 Quando um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica, cria-se um campo magnético de tal forma que o vetor campo magnético é perpendicular ao plano que contém o fio.
Linhas de Força
63
CAMPO MAGNÉTICO EM UM FIO RETILÍNEO
i
-
+
A
B
r
Intensidade do Campo Magnético num fio Condutor
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético (T-Tesla)
i: corrente elétrica ( A) 
d: distância perpendicular entre o fio condutor e o ponto P onde se encontra o vetor campo magnético (m)
0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A
Configuração do Campo Magnético
Direção e sentido
Tangente á circunferência concêntrica ao fio.
Regra da mão direita
Polegar Corrente
Dedos campo
 
r
i
B
REGRA DA MÃO DIREITA
FIO
CAMPO CRIADO POR UMA CORRENTE EM UM FIO RETILÍNEO
FIO
Vetor PENETRANDO PERPENDICULARMENTE no plano da folha
Vetor SAINDO PERPENDICULARMENTE do plano da folha
REGRA
i
Fio
Visto de Frente
Vista em corte
 i (convencional)
i
Observações Importantes
Quanto aos vetores
Vetor vindo de encontro
a você 
Vetor se afastando de você
Vetor Perpendicular ao Plano
Vetor Entrando
Vetor Saindo
72
Espiras
Fio dobrado na forma circular
Linhas de Força
75
Intensidade do campo magnético numa espira
 A intensidade do campo magnético numa espira também pode ser determinada pela Lei de Biot-Savart:
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético no centro da espira (T)
i: corrente elétrica ( A) 
R: raio da espira (m)
0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A
Pólos de uma Espira
i
i
B
i
i
B
77
Solenóide ou bobina
Possui N espiras sucessivas praticamente circulares.
Campo magnético em um solenóide
O solenóide é um dispositivo em que um fio condutor é enrolado em forma de espiras não justapostas.
O campo magnético produzido próximo ao centro do solenóide (ou bobina longa) ao ser percorrido por uma corrente elétrica i , é praticamente uniforme (intensidade, direção e sentido constantes). Esta característica nos permite analisar o solenóide como um imã.
Linhas de Indução em um Solenóide
O solenóide se comporta como um ímã, no qual o pólo sul é o lado por onde “entram” as linhas de indução e o lado norte, o lado por onde “saem” as linhas de indução. 
Intensidade do vetor B no interior do solenóide
A intensidade do campo magnético pode ser determinada pela Lei de Ampére:
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético (T)
i: corrente elétrica ( A) 
N: nº de espiras
L: comprimento do solenóide (m)
0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A
Direção e Sentido do Vetor B
O vetor B tem a mesma direção do eixo do solenóide e colocando a mão direita espalmada no solenóide, o polegar indicará o sentido do campo e o restante dos dedos indicarão o sentido da corrente.
82
X
Treino da Regra da Mão Direita
Um condutor reto muito longo é percorrido por uma corrente “i” como indica a figura. O sentido e a direção do campo magnético, em um ponto P próximo é:





i
P .










83
X
Treino da Regra da Mão Direita
Um condutor reto muito longo é percorrido por uma corrente “i” como indica a figura. O sentido e a direção do campo magnético, em um ponto P próximo é:





i
P .
    
    
84
X
Treino da Regra da Mão Direita
Um condutor reto tem dois pontos com uma diferença de potencial VA-VB = 12V como indica a figura. O sentido e a direção do campo magnético, em um ponto P é:





i
P .
A
B










85
X
Treino da Regra da Mão Direita
Um condutor reto muito longo perpendicular ao plano da ‘página’ é percorrido por uma corrente “i” como indica a figura. O sentido e a direção do campo magnético, em um ponto P próximo é:





i
P .

86
X
Treino da Regra da Mão Direita
Uma bobina é percorrido por uma corrente “i” como indica a figura. O sentido e a direção do campo magnético, em um ponto P próximo a ela é:





i
.P
87
X
Treino da Regra da Mão Direita
A figura representa o átomo de hidrogênio. O campo magnético criado pelo movimento do elétron no núcleo do átomo tem o sentido e a direção indicado por:





v
elétron
Núcleo
88
FORÇA MAGNÉTICA
Fator básico do eletromagnetismo
Duas cargas elétricas em movimento aparece entre elas uma força magnética.
MÓDULO:
Fm=q.v.B.senα
DIREÇÃO:
-Perpendicular as linhas do campo magnético
SENTIDO: REGRA DA MÃO ESQUERDA
Sentido:
Regra da mão esquerda
Polegar Força magnética
Indicador campo magnético
Médio velocidade
F
B
v
Observação
Carga negativa basta inverter o sentido da força magnética encontrado na regra da mão esquerda.
Força Magnética de Lorentz
1º Caso
Carga em repouso 
no campo magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθ
FM = 0
2º Caso
Carga com velocidade paralela ao campo magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθ
FM = 0
3º Caso
Carga com velocidade perpendicular ao campo magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθ
FM = q.v.B
Nesse caso a partícula executa M.C.U. de Raio R
96
Força Magnética de Lorentz
Regra da mão Esquerda
97
Movimento circular em um B
Carga lançada com v perpendicular a B
A força provocará uma modificação na direção do vetor velocidade.
 
Centro da trajetória
Carga em MCU em um campo magnético uniforme
q
C
R
M.C.U.
O ângulo () entre B e V vale 90o
FM é a FC
FM = FC
1
Raio da Trajetória
m
Fm = Rcp
q.V.B = m.ω².R
q.ω.R.B = m.ω².R
q.B = m.ω
Período do movimento
Fm = Rcp
q.V.B = m.ω².R
q.ω.R.B = m.ω².R
q.B = m.ω
q.B = m.2π 
T
T = 2 π.m
q.B
Período do movimento
Força Eletromagnética 
Velocidade oblíqua ao campo magnético
A carga entra em movimento helicoidal uniforme.
q
B
103
FORÇA MAGNÉTICA SOBRE UM FIO
i

FIO
N
S
N
S
i
FORÇA MAGNÉTICA EM CORRENTES
N
S
B
i
L
FORÇA SOBRE O FIO
Módulo da força magnética

i
Para n cargas no fio
FM = B.q.V.sen()
FFIO = n.[B.q.V.sen()]
FFIO = B. n .q.V.sen()
Q
i
m
A
T
N
L
Sentido:
Força magnética entre condutores paralelos
 μ0 i1i2 
 2π r
.
.
Fm =
L
Correntes de mesmo sentido: atração
Correntes de sentidos contrários: repulsão 
108
X
Treino da Regra do Tapa
Um condutor reto que está inserido em um campo magnético é percorrido por uma corrente “i” como indica a figura. A alternativa que melhor representa o sentido e a direção do vetor força magnética que atua no condutor é:





F
i
      
 
      
      
      
109
X
Treino da Regra da Mão Direita
Um condutor reto muito longo mergulhado em um campo magnético é percorrido por uma corrente “i” como indica a figura. A alternativa que melhor representa o sentido e a direção do vetor força magnética que atua no condutor é:





i

110
X
Treino da Regra do Tapa
Um condutor reto que está inserido em um campo magnético é a uma ddp tal que VA < VB como indica a figura. A alternativa que melhor representa o sentido e a direção do vetor força magnética que atua no condutor é:





F
A
      
 
      
      
      
B
111
X
Treino da Regra do Tapa
Uma carga positiva é lançada com velocidade inicial ‘v’ em uma região de campo magnético perpendicular a ‘página’ como mostra a figura. A direção e o sentido da força magnética quando a carga entrar na região do campo é:





v
 			
				
				
				

trajetória da carga
112
X
Treino da Regra do Tapa
Uma carga negativa é lançada com velocidade inicial ‘v’ em uma região de campo magnético perpendicular a ‘página’ como mostra a figura. A direção e o sentido do campo elétrico que mantém a carga com velocidade constante:





v
 			
				
				
				
Θ
F magnética
Θ
F elétrica
E
113
X
Treino da Regra do Tapa
Um elétron é lançada com velocidade inicial ‘v’ em uma região de campo magnético perpendicular a ‘página’ como mostra a figura. A direção e o sentido da força magnética quando a carga entrar na região do campo é:





v
trajetória da carga
Θ
      
 
      
      
      
114
X
Treino da Regra do Tapa
Uma carga positiva é lançada com velocidade inicial ‘v’ em uma região de campo magnético como mostra a figura. A direção e o sentido da força magnética quando a carga entrar na região do campo é:





v

115
X
Treino da Regra do Tapa
Um partícula ____________ é lançada com velocidade inicial ‘v’ em uma região de campo _____________ perpendicular a ‘página’ como mostra a figura. A alternativa que completa corretamente a frase de forma compatível
com a figura é:
Positiva – elétrico 
Positiva – magnético
Negativa – elétrico 
Negativa – magnético
neutra – magnético
v
trajetória da carga

      
 
      
      
      
116
X
Treino da RMD e RT
Uma carga positiva é lançada com velocidade inicial ‘v’ em uma região de campo magnético criado pela corrente ‘i’ de um condutor conforme a figura. A carga elétrica será desviada para:
Direita, desviando do condutor.
Esquerda, aproximando-se do condutor.
Segue reto sem desvio.
Gira em torno do condutor.
É freado e permanece parado. 
v

i
117
Limalha de ferro
Pólo
Pólo
N
S
L
i
i