Aula 2 Forças magnéticas em fios percorridos por correntes

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Prof. Lucas 
Forças Magnéticas em fios 
percorridos por corrente 
(27.6 e 28.4) 
F=B.i.L.senø 
N S 
i i 
c d 
Exercício1: Um fio cujo comprimento é L=25cm, percorrido por uma corrente i=3,0A, 
está colocado em um campo magnético uniforme B=0,20T existente entre os pólos de 
um imã. Determine o valor e o sentido da força magnética que atua no fio no seguinte 
caso: 
Resposta: F=0N 
N S i • 
Exercício2: Um fio cujo comprimento é L=25cm, percorrido por uma corrente i=3,0A, 
está colocado em um campo magnético uniforme B=0,20T existente entre os pólos de 
imã. Determine o valor e o sentido da força magnética que atua no fio no seguinte caso: 
Resposta: F=0,15N para cima 
N S i • 
Exercício3: Determine o sentido da força magnética que atua no fio no seguinte caso: 
Resposta: Para baixo 
N S i X 
Exercício4: Determine o sentido da força magnética que atua no fio no seguinte caso: 
Resposta: Para baixo 
Exercício5: Suponha que o fio horizontal AC tenha 20cm de comprimento e 5,0g de 
massa e que o campo magnético do ímã seja uniforme e igual a 0,1T. Sabendo-se que o 
fio está suspenso, em equilíbrio, na posição mostrada, determine a intensidade e o 
sentido da corrente que está passando através dele. 
Respostas: 
 
i: de A para C 
 
Fmagnética=Fgravitacional 
BIL=mg 
0,1.i.0,2=5x10-3.9,81 
i=2,45A 
A 
C 
Fmagnética 
Fgravitacional 
N S 
i 
Exercício6: A figura desse exercício mostra uma espira retangular CDEG, situada no plano 
da folha, colocada entre os pólos de um ímã. Observando o sentido da corrente que está 
passando na espira, responda: 
a) Qual o sentido da força que atua e cada um dos lados GE, ED e DC da espira? 
b) Qual o movimento que a espira tende a adquirir 
Respostas: 
 
GE: saindo do quadro 
ED: força é nula 
DC: entrando do quadro 
 
Tende a girar em torno do eixo 
i 
C 
D E 
G 
N S 
i 
Exercício7: Ao invertemos os pólos do exercício anterior, responda: 
a) Qual o sentido da força que atua e cada um dos lados GE, ED e DC da espira? 
b) Qual o movimento que a espira tende a adquirir 
Respostas: 
 
GE: entrando do quadro 
ED: força é nula 
DC: saindo do quadro 
 
Tende a girar em torno do 
eixo em outro sentido 
i 
C 
D E 
G 
Exercício8: Uma barra de cobre retilínea conduz uma corrente de 50,0 A, de 
oeste para leste em uma região entre os pólos de um grande eletroímã. Nessa 
região, existe um campo magnético no plano horizontal orientado para o 
nordeste (ou seja, considerando uma rotação de 45° do leste para o norte) 
com módulo igual a 1,20 T como indicado na Figura. 
a) Determine o módulo, a direção e o 
sentido da força magnética que atua 
sobre uma seção de 1.00m da barra. 
 
 
 
b) Mantendo-se a barra no plano 
horizontal, como ela deve ser 
orientada para que o módulo da força 
seja máximo? 
a) F = BILsenθ, 
 
 F = 1,20 x 50 x 1,00x sen(45), 
 
 F = 60 x 0,707 = 42,4 N, saindo do papel. 
 
b) Para que F seja máxima, sen θ = 1, ou seja, θ = 90 graus. Então, o fio 
deverá formar 90 graus com o vetor B. Isso pode ser conseguido girando 
o fio mais 45 graus, no sentido de L para S. Quanto ao valor de F, este 
será dado por: 
 
 F = BILsenθ, 
 
 F = 1,20 x 50 x 1,00x sen(90), 
 
 F = 60 x 1 = 60 N, saindo do papel. 
 
 
Resolução: 
Um fio retilíneo conduzindo corrente elétrica gera linhas de campo magnético 
ao seu redor. A figura a seguir apresenta um método para determinar a direção 
e o sentido dos vetores de campo magnético ao redor do fio: 
Um segundo fio conduzindo corrente elétrica posicionado em paralelo ao 
primeiro fio sofre a ação de uma força magnética como mostra a figura a seguir: 
Simultaneamente, o primeiro fio também sofre a ação de uma força magnética 
por decorrência do segundo fio de mesmo módulo, direção e sentido contrário. 
 
Os sentidos das correntes dos fios irá determinará se as forças entre os fios serão 
de atração ou de repulsão como veremos no próximo slide. 
μ (permeabilidade magnética do meio). 
Para o vácuo: μ = μ0 = 4π x 10
-7 [Tm/A]. 
atração repulsão 
Exercício8: Dois fios supercondutores retilíneos e paralelos localizados no 
vácuo estão separados por uma distância de 4,5 mm e conduzem correntes 
iguais 15000 A porém em sentidos contrários como mostra a figura a seguir: 
 
 
 Fio 1: i1 = 15000 A 
 
 r = 4,5 mm 
 
 
 Fio 2: i2 = 15000 A 
 L 
Com base nas informações apresentadas responda as seguintes questões: 
 
a) Qual a intensidade das forças magnéticas por unidade de comprimento 
(F/L) que atuam nos fios; 
 
b) Qual a intensidade das forças magnéticas que atuam nos fios se L = 1 cm? 
 
c) Os fios serão repelidos ou atraídos entre si? 
 
a) F/L = (μ0i1i2)/(2πr) = (4πx10
-7x15000x15000)/(2πx4,5x10-7) = 1x104 N/m. 
 
b) FL=1 cm = (F/L)x(1x10
-2) = 100 N. 
 
c) Como as correntes que circulam nos fios possuem sentidos opostos, os 
sentidos das forças magnéticas atuantes nos fios serão de atração 
fazendo com que os fios sejam atraídos entre si. 
 
 
Resolução: