Força magnética sobre um fio

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Física 
 
 
 
 
 
FORÇA MAGNÉTICA SOBRE UM FIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
Sumário 
 
Introdução .......................................................................................................................................2 
Objetivos ..........................................................................................................................................2 
Conceitos .........................................................................................................................................2 
Força Magnética..............................................................................................................................2 
Direção e Sentido............................................................................................................................4 
Exercícios .........................................................................................................................................5 
Gabarito ...........................................................................................................................................7 
Resumo ............................................................................................................................................8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Introdução 
 
Nesta aula abordaremos a parte do magnetismo que estuda a força magnética. 
Primeiro iremos entender o conceito de força magnética e como calculá-la. No 
segundo tópico, entenderemos como determinar o sentido e direção desta força e, 
por fim, teremos uma lista de três exercícios para verificar a compreensão do 
conteúdo. 
 
Objetivos 
 
• Compreender o conceito de força magnética em um fio condutor reto; 
• Desenvolver a habilidade de determinar a intensidade desta força; 
• Aprender a identificar a direção e o sentido da força magnética. 
 
Conceitos 
 
A força magnética está presente sempre que um fio condutor é imerso em um 
campo. Nesta aula, aprenderemos a determinar a sua intensidade. Além disso, 
vamos aprender como utilizar a regra da mão direita para determinar o sentido e a 
direção desta força. 
 
Força Magnética 
 
Quando um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica sobre 
influência de um campo magnético, pode-se verificar que ele sofre a ação de uma 
força. Esta força é chamada de força magnética 
( )mF
. 
 
 
3 
 
Sabemos que a representação para uma carga elétrica em movimento no interior de 
um campo magnético é: 
 
 
(1) 
 
Utilizando o conceito de corrente elétrica, teremos: 
 
 Δq = i . Δt (2) 
Usando a fórmula para calcular velocidade, teremos: 
 
(3) 
Aplicando o delta Δ (variação) nos dois lados da equação (1) temos; 
 (4) 
Colocando (2) em (4), logo; 
, e agora colocando (3), na última equação obtida temos; 
 
No caso de um fio retilíneo de comprimento L imerso num campo magnético 
constante, obtemos a equação; 
 
 
 
 
 
 
: Força magnética N
: Campo magnético T
: Corrente elétrica A
: Comprimento do fio m
: Ângulo entre a corrente e o campo
mF
B
i
L

 
 
Portanto, podemos concluir que a força magnética 
( )mF
 que atua em um fio 
condutor imerso em um campo magnético é proporcional ao comprimento do fio, à 
intensidade da corrente elétrica e à intensidade do campo magnético. 
 
 
4 
 
EXEMPLO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Direção e Sentido 
 
A força magnética possui uma direção ortogonal às linhas de indução do 
campo magnético e à corrente elétrica. 
 
 A regra da mão direita também é válida para determinar a direção e o sentido 
da força magnética em um fio condutor. Nesta regra, o polegar representa a direção 
e sentido da corrente, os dedos representam as linhas do campo magnético e a 
palma da mão indica o sentido e direção da força magnética. A figura a seguir ilustra 
a regra da mão direita. 
 
 
Se a força magnética que atua sobre um fio retilíneo, 
de 1m e mergulhado perpendicularmente em um 
campo magnético de 10T, é de 2N, o valor da 
corrente elétrica que flui pelo fio em Ampére (A) é? 
A partir da equação de força magnética, temos: 
m
m
F B i L sen
F
i
B L sen


=   
=
 
 
Aplicando os valores, temos: 
2
10 1 90
i
sen
=
 
 
Portanto, a corrente elétrica é: 
0,2i A=
 
5 
 
FIQUE ATENTO! 
 
 
 
Seguindo esta regra, sabemos que para um fio disposto paralelamente às 
linhas de indução de um campo magnético, a força magnética é nula. Isso também 
pode ser comprovado pela equação de força magnética, pois o ângulo da equação 
seria 180º e o seno de 180º é zero. 
 
 
Exercícios 
 
1. Um fio de comprimento 1,5m, que conduz corrente elétrica de 0,2A, está 
mergulhado em uma região de campo magnético. Determine o valor da força 
magnética sobre o fio sabendo que o valor do campo magnético é de 10T e que a 
direção do fio forma um ângulo de 30° com a direção do campo. 
 
a) 0,5 
b) 2,5 
c) 3,0 
d) 1,5 
 
2. (FPS-PE) Um fio condutor retilíneo tem comprimento L = 16 metros e transporta 
uma corrente elétrica contínua, igual a I = 0,5 A, em um local onde existe um 
campo magnético perpendicular e uniforme, cujo módulo vale B = 0,25 Tesla, 
conforme indica a figura abaixo. O módulo da força magnética exercida pelo 
campo magnético sobre o fio será: 
Lembre-se de usar a mão DIREITA. Utilizar a mão esquerda 
implica em uma força no sentido contrário. 
 
6 
 
 
a) 0,2 N 
b) 20 N 
c) 200 N 
d) 10 N 
e) 2 N 
 
3. (Unimontes) Uma barra fina de cobre, de comprimento L = 0,5 m e massa m = 100 
g, está inicialmente suspensa por dois fios de massa desprezível. A barra está 
imersa em campo magnético uniforme e de intensidade B = 10 T, cuja orientação 
é perpendicular e entrando no plano da folha. A gravidade no local possui 
módulo g = 10 m/s2. Para anular a tensão nos fios que suportam a barra de cobre, 
é necessário que uma corrente I seja aplicada no sentido indicado na figura 
abaixo. O valor da corrente I, em Ampères, deve ser 
 
a) 0,2. 
b) 0,4. 
c) 0,3. 
d) 0,5. 
 
 
7 
 
Gabarito 
 
1. Aplicando a equação da força magnética sobre o fio retilíneo, temos: 
 
10 0,2 1,5 30º
m
m
F B i L sen
F sen
=   
=   
 
 
Logo, a força sobre o fio é: 
 
1,5mF N=
 
Portanto, a resposta da questão é: 
 
Letra d
 
 
 
2. Aplicando a equação da força magnética sobre o fio retilíneo, temos: 
 
0,25 0,5 16 90º
m
m
F B i L sen
F sen
=   
=   
 
 
Logo, a força sobre o fio é: 
 
2mF N=
 
Portanto, a resposta da questão é: 
 
Letra e
 
 
3. A tensão sobre os fios que sustentam a barra é anulada pela força magnética 
que surge sobre o fio, de mesmo valor e contrária à força peso. Sendo assim, 
pode-se igualar a força peso da barra com a força magnética. 
 
mF P
B i L sen m g
m g
i
B i L sen


=
   = 

=
  
 
 
Aplicando valores, temos: 
 
8 
 
0,1 10
10 ,05 1 90º
i
sen

=
  
 
 
Logo, acorrente é: 
 
0,2i A=
 
 
Portanto a respostada questão é: 
 
Letra A
 
Resumo 
 
ForçaMagnética 
A força magnética, no caso de um fio retilíneo de comprimento L, pode ser 
determinada através: 
 
mF B i L sen=   
 
onde, 
 
 
 
 
 
: Força magnética N
: Campo magnético T
: Corrente elétrica A
: Comprimento do fio m
: Ângulo entre a corrente e o campo
mF
B
i
L

 
 
Sentido e Direção 
Para determinar o sentido e a direção da força usamos a regra da mão direita, 
a palma da mão indica o sentido e direção da força, o polegar o sentido da direção 
da corrente e, os dedos representam o sentido e direção das linhas de campo. 
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