Aula 02 -Magnetismo e Eletromagnetismo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
ESCOLA DE MINAS 
MAGNETISMO E 
ELETROMAGNETISMO 
Professor: Me. Fábio Alexandre Martins Monteiro 
 
Sala 127 
eng.fabiomonteiro@gmail.com 
Ouro Preto 
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 Eletromagnetismo 
 
• Acreditava-se que Eletricidade e Magnetismo eram 
fenômenos distintos; 
 
• Sabe-se que Eletricidade e Magnetismo estão interligados. 
Magnetismo e Eletromagnetismo 
ELETROMAGNETISMO 
Eletromagnetismo 
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 Magnetismo e Imãs 
 
• Imã é um corpo que possui a propriedade de atrair pedaços 
de ferro ou aço; 
 
• O poder de atração de um imã se encontra principalmente 
concentrado em duas regiões, essa regiões são chamadas 
polos dos imãs; 
 
• Os polos magnéticos se dividem em NORTE e SUL. 
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ELETROMAGNETISMO 
N S
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 Campo Magnético 
 
• É uma região onde ocorre interações magnéticas; 
 
• Este campo é representado por linhas de campo. 
 
− Campo Magnético em um Imã 
 
− Campo Magnético de um condutor percorrido por 
corrente 
 
− Campo Magnético em um solenóide 
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ELETROMAGNETISMO 
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 Campo Magnético em um Imã 
 
• As linhas de campo saem do polo NORTE e entram no polo 
SUL. 
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ELETROMAGNETISMO 
A intensidade do campo 
magnético pode ser 
mensurado pela quanti-
dade de linhas de 
campo magnético em 
uma determinada área. 
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 Campo Magnético em um Imã 
 
• Visualização das linhas de campo magnético através de 
limalha de ferro. 
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 Campo Magnético Terrestre 
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 Campo Magnético de um Condutor percorrido por Corrente 
 
• Campo circular e concêntrico com o condutor; 
 
• Sentido do Campo Magnético: pode ser determinado pela 
Regra da Mão Direita. 
 
• Regra da Mão Direita: polegar apontando no sentido da 
corrente e os demais dedos no sentido das linhas do campo. 
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 Campo Magnético em um Solenóide 
 
• Um solenóide quando percorrido por corrente produz os 
mesmos efeitos magnéticos de um Imã; 
 
• Sentido do Campo Magnético: pode ser determinado pela 
Regra da Mão Direita. 
Magnetismo e Eletromagnetismo 
ELETROMAGNETISMO 
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 Campo Magnético em um Solenóide 
 
• Um solenóide quando percorrido por corrente produz os 
mesmos efeitos magnéticos de um Imã; 
 
• Sentido do Campo Magnético: pode ser determinado pela 
Regra da Mão Direita. 
Magnetismo e Eletromagnetismo 
ELETROMAGNETISMO 
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 Campo Magnético em um Solenóide 
 
• Regra da Mão Direita: dedos da mão direita no sentido da 
corrente ao redor do núcleo, o polegar apontará para o 
sentido das linhas de campo (apontará para o NORTE). 
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 Campo Magnético em um Solenóide 
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ELETROMAGNETISMO 
• Obs: ao adicionar um núcleo de ferro em um solenóide a 
intensidade do campo magnético aumenta consideravelmen-
te. Sendo chamado de eletroímãs. 
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 Campo Magnético em um Solenóide 
 
• Um fator que afeta a intensidade do campo magnético em 
um solenóide é o tipo de material utilizado no núcleo. 
 
• Uma boa forma de quantificar a qualidade do material 
magnético é determinado o quanto ele é permeável ao 
campo magnético. 
 
• A grandeza permeabilidade magnética quantifica essa 
qualidade. 
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 Permeabilidade Magnética (μ) 
 
• É uma grandeza característica de cada material, que indica 
a sua aptidão em reforçar o campo magnético. 
 
• Permabilidade Magnética Relativa (μR): é a relação entre a 
permeabilidade do material e a do vácuo (μ0) 
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μ𝑅 =
μ
μ0
 μ0 = 4π. 10
−7 𝑊𝑏/𝐴𝑚 
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 Classificação Magnética dos Materiais 
 
• Materiais não Magnéticos: apresentam efeitos magnéticos quase 
imperceptíveis, tendo a permeabilidade a mesma do vácuo. Ex: 
madeira, vidro. 
 
• Materiais Diamagnéticos: possuem permeabilidade ligeiramente 
menor que a do vácuo. Ex: prata, água, ouro. 
 
• Materiais Paramagnéticos: possuem permeabilidade magnética 
ligeiramente maior que a do vácuo. Ex: alumínio, cromo. 
 
• Materiais ferromagnéticos: possuem permeabilidade magnética 
centenas de vezes maiores que a do vácuo. Ex: ferro, aço. 
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 Classificação Magnética dos Materiais 
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 Fluxo Magnético (Φ) 
 
• O número total das linhas de campo magnético que 
atravessam uma dada seção é chamado de fluxo magnético. 
Unidade no SI: webers (Wb). 
 
 Densidade de Fluxo Magnético (B) 
 
• É o número de linhas de campo por unidade de área. 
Unidade no SI: teslas (T); 
 
• B também é chamado de indução magnética, pois é o poder 
de um campo em induzir um força eletromotriz (f.e.m.). 
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𝐵 =
Φ
𝐴
 𝑇 =
𝑊𝑏
𝑚2
 
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 Força sobre um condutor que transporta corrente e está imerso 
em um campo magnético 
 
• Condutores percorridos por um corrente elétrica e imersos 
em um campo magnético é aplicada sobre este condutor 
uma força que tende a movê-lo lateralmente, em direção 
perpendicular às direções da corrente e das linhas de 
campo magnético. 
 
• Intensidade da Força 
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𝐹 = 𝐵. 𝐼. 𝑙 (newtons) 
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 Força sobre um condutor que transporta corrente e está imerso 
em um campo magnético 
 
• O sentido desta Força pode ser determinado pela Regra da 
Mão Esquerda. 
 
• Regra Mão Esquerda: posicione os dedos polegar, indicador 
e médio da mão esquerda em ângulos retos. O indicador 
aponta no sentido do campo magnético (B), o médio no 
sentido da corrente (I) e o polegar fornecerá o sentido da 
força que age sobre o condutor. 
 
• Este é o princípio dos Motores Elétricos. 
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ELETROMAGNETISMO 
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 Força sobre um condutor que transporta corrente e está imerso 
em um campo magnético. 
 
• Regra Mão Esquerda: 
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ELETROMAGNETISMO 
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ELETROMAGNETISMO 
 Força sobre um condutor que transporta corrente e está imerso 
em um campo magnético. 
• Análise dos campos resultantes: 
Magnetismo e Eletromagnetismo 
Campo Magnético 
Imãs 
Campo Magnético 
Condutor 
Campo Magnético 
Resultante 
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 Força Eletromotriz Induzida (f.e.m.) 
 
• Ao se mover um condutor em um campo magnético, fazendo 
com que o condutor corte as linhas de campo magnético, é 
induzida uma f.e.m. neste condutor. 
 
• Intensidade desta f.e.m. 
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ELETROMAGNETISMO 
𝐸 = 𝐵. 𝑙. 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (volts) 
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 Força Eletromotriz Induzida (f.e.m.) 
 
• O sentido desta f.e.m. pode ser determinado pela Regra da 
Mão Direita. 
 
• Regra Mão Direita: posicione os dedos polegar, indicador e 
médio da mão direita em ângulos retos. O indicador aponta 
no sentido do campo magnético (B), o polegar no sentido do 
movimento (V) e o médio fornecerá o sentido da f.e.m. 
induzida neste condutor. 
 
• Este é o princípio dos Geradores Elétricos. 
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ELETROMAGNETISMO 
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 Força Eletromotriz Induzida (f.e.m.) 
 
• Regra Mão Direita: 
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ELETROMAGNETISMO 
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ELETROMAGNETISMO Força Eletromotriz Induzida (f.e.m.) 
 
• Análise dos campos resultantes: 
Magnetismo e Eletromagnetismo 
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 Regras da Mão Esquerda e Direita 
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ELETROMAGNETISMO 
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 Exercício: No arranjo da figura abaixo, é apresentado um trilho formado por duas 
barras condutoras paralelas muito longas, sobre as quais uma barra móvel 
condutora de 2 metros de comprimento pode movimentar-se livremente, sem 
atrito e sem perder o contato com o trilho. Um campo magnético uniforme B = 
0,5 T é aplicado a esse arranjo. Considere R igual a 10 Ω e que a barra está com 
uma velocidade de 10 m/s. Determine o sentido e a intensidade da força 
eletromotriz induzida e da força aplicada a barra móvel. 
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 Referências Bibliográficas 
 
 BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Introdução à Análise de 
Circuitos. Ed. Pearson, 2011; 
• Capítulo 11 – Indutores. 
 
 GRAY, A.; WALLACE, A. Eletrotécnica: princípios e 
aplicações. Ed. Ao Livro Técnico SA., 1971 
• Capítulo 3 – Propriedades Magnéticas de um Corrente; 
• Capítulo 4 – Força Eletromotriz.