Aula 11

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CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 
Aula 11: Magnetismo 
AULA 11: Magnetismo 
Magnetismo 
Descoberta: Magnetita 
O magnetismo natural proveniente da magnetita provavelmente foi descoberto na China antiga. 
 
Orientação espacial terrestre – humanos e animais 
AULA 11: Magnetismo 
Magnetismo 
Ímãs 
Teoria de Weber 
Dipolos Magnéticos 
 
Não importa quanto se divida um ímã, 
não se pode separar seus polos. 
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Magnetismo 
Magnetismo – arranjo molecular 
Geração de campo magnético 
em todo o espaço. 
Resultado da Teoria de Weber 
 não existem monopolos ou cargas magnéticas, como na eletricidade. 
 sugere que as propriedades magnéticas se distribuem por todo o corpo do ímã. 
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Magnetismo 
Geração de campo magnético 
Fonte de Campo Magnético: propriedade espacial gerada por ímã permanente ou corrente elétrica 
Uma vez que haja campo magnético (B): 
ímãs em sua presença tentam se alinhar 
conforme as linhas de campo. 
Espira com corrente elétrica  gera campo magnético. (B) 
 Relação entre eletricidade e magnetismo. 
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Magnetismo 
Biot-Savart e regra da mão direita 
Linhas de campo sempre 
contínuas no espaço. 
 
Linhas fechadas, e não 
precisam começar/terminar 
no material. 
d
I
B


2

[ B ] = tesla (T) 
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Magnetismo 
Biot-Savart e regra da mão direita 
Linhas de campo sempre 
contínuas no espaço. 
 
Linhas fechadas, e não 
precisam começar/terminar 
no material. 
d
I
B


2

[ B ] = tesla (T) 
Nikola Tesla criou as bases para os modernos 
sistemas de potência elétrica em corrente 
alternada (AC), incluindo os sistemas polifásicos 
de distribuição de energia e o motor AC. 
 
Também contribuiu para o estabelecimento da 
robótica, do controle remoto, radar e da ciência 
computacional e para a expansão da balística, 
física nuclear e física teórica. 
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Magnetismo 
Linhas de campo magnético 
Linhas de campo sempre 
contínuas no espaço. 
 
Linhas fechadas, e não 
precisam começar/terminar 
no material. 
DE LADO 
AULA 11: Magnetismo 
Magnetismo 
Solenoides 
Os solenoides têm muitos usos na engenharia. 
I
L
N
B 
Êmbolo 
Bobina de 
solenoide 
Entrada 
Conexão de 
conduíte 
Agulha de 
válvula 
Saída 
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Magnetismo 
Solenoides 
Os solenoides são muito utilizados, por exemplo, em: 
VÁLVULA DE SOLENOIDE ALTO-FALANTE 
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Magnetismo 
Força magnética sobre carga em movimento 
 vi = 0 vf = 0 
q B 
Δt 
q B 
mas 
v 
B 
F 
v 
B 
|F| = q . v . B |F| = q . v . B . sen ϴ 
v 
B ϴ 
v 
B 
F 
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Biologia Celular 
Motores – Dínamos 
|F| ≈ I . B 
 L 
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Biologia Celular 
Motores – Dínamos 
Motor Elétrico: magnetos permanentes ou bobinas funcionando como magnetos permanentes. 
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Biologia Celular 
Atividade – Polaridades dos Ímãs 
• localizar o norte da Terra no local, mudando as 
posições de observação; 
• perceber a forma como a observação do Norte 
terrestre responde à proximidade dos ímãs. 
Com um conjunto de ímãs e uma bússola vocês devem: 
É interessante que sejam discutidos aspectos 
relacionados à influência de campos gerados por 
correntes elétricas, se possível investigando linhas 
condutoras próximas ao local da aula. 
 
Se o campo gerado for suficiente, a sensibilidade da 
bússola pode permitir percebê-lo, ampliando as 
possibilidades de discussão. 
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Magnetismo 
Indução eletromagnética 
Φ = B . A  Fluxo Magnético [ Φ ] = weber (Wb) 
 = tesla . área 
 para B perpendicular Wb = T . m² 
 à área da bobina 
ΔΦ / Δt = ddp  pode gerar corrente elétrica 
Lei de Indução de Faraday 
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Magnetismo 
Geração de Eletricidade 
Movimento do ímã dentro da 
espira gera corrente elétrica 
Geração de Eletricidade 
Gerador de corrente 
alternada – Hidrelétricas 
C(A) 
T(s) 
Corrente alternada 
Ddp alternada 
Φ = máximo Φ = zero 
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Magnetismo 
Geração de Eletricidade 
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABeAgAA/geradores-energia-eletrica 
 
Fonte: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2008/09/hidroeletrica-turbina.jpg 
AULA 11: Magnetismo 
Magnetismo – Complementar 
Geradores – Hidrelétricas 
http://ec.i.uol.com.br/economia/2012/09/26/usina-hidreletrica-de-itaipu-1348691758140_956x500.jpg http://i103.photobucket.com/albums/m158/cacobianchi/DSC06204.jpg 
Magnetismo – Complementar 
Atividade – A Hidrelétrica 
Vocês devem promover um debate, reunindo todos os 
princípios fundamentais estudados até o momento 
para a construção de uma hidrelétrica, incluindo 
princípios mecânicos, elétricos e magnéticos. 
 
Esse debate tem um objetivo integrativo dos conceitos 
já trabalhados, e da ênfase da importância não só dos 
conceitos da física necessários nos campos diversos da 
engenharia, mas da integrabilidade dos conceitos. 
 
Conforme o tempo, outros aspectos podem ser 
discutidos nesse sentido: funcionamento de carros – 
da ignição até movimentos acelerados, frenagem etc. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.