3°ano Ação do campo eletromagnético sobre uma carga elétrica

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Ação do campo elétrico e magnético sobre uma carga elétrica
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Campo elétrico
	O primeiro a propor o conceito de campo elétrico foi Michael Faraday.
	Propôs o conceito devido a necessidade de explicar a ação de forças à distância.
Campo elétrico
	Podemos dizer que o campo elétrico existe numa região do espaço quando, ao colocarmos uma carga elétrica (q) nessa região, tal carga é submetida a uma força elétrica (F).
Campo elétrico
	Se a carga for positiva o vetor força elétrica (F) terá mesma direção e sentido do vetor campo elétrico (E).
	Se a carga for negativa o vetor força elétrica (F) terá mesma direção e sentido oposto ao vetor campo elétrico (E).
Ação do campo elétrico sobre cargas elétricas
	Abandonando-se, em repouso, uma carga elétrica q, puntiforme, ela desloca-se espontaneamente na direção e sentido desta força.
Ação do campo elétrico sobre cargas elétricas
	Quando se tratar de um campo elétrico uniforme a trajetória da partícula ao ser abandonada em repouso num ponto qualquer desse campo coincide com a direção das linhas de força.
Ação do campo elétrico sobre cargas elétricas
	Cargas elétricas positivas, abandonadas em repouso num campo elétrico e sujeitas apenas à ação da força elétrica, deslocam-se espontaneamente no sentido da linha de força (para pontos de menor potencial elétrico).
Ação do campo elétrico sobre cargas elétricas
	Cargas elétricas negativas, abandonadas em repouso num campo elétrico e sujeitas apenas à ação deste, deslocam-se espontaneamente no sentido contrário às linhas de força (para ponto de maior potencial elétrico).
Campo magnético
	Ha mais de dois mil anos os gregos conheciam uma pedra, o mineral que hoje chamamos de magnetita, que atraía pedaços de ferro. 
	Em 1600, William Gilbert descobriu que a Terra é um grande ímã natural, com os pólos magnéticos, cada qual na vizinhança de um pólo geográfico.
Campo magnético
	Embora as cargas elétricas e os pólo magnéticos sejam, em muitos aspectos semelhantes, existem diferenças importantes.
Ocorrem aos pares
Pólos “inseparáveis”
S
N
S
N
S
N
S
N
Campo magnético
	É a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou determinados materiais.
	Podemos perceber que o campo magnético, o campo gravitacional e o campo elétrico têm as características equivalentes. 
Campo magnético
	FATOS EXPERIMENTAIS
www.ensinoadistancia.pro.brEaDFisica-4AulasAula-1aula-1.html
Lei de Lorentz
	O campo magnético exerce uma força magnética sobre cargas elétricas em movimento.
FM
FM
FE
+
FE
+
Lei de Lorentz
	A força magnética é perpendicular aos vetores indução magnética e velocidade.
	
FM = B . q . V . sen 
Lei de Lorentz
	Direção da força magnética
Regra da mão direita
Lei de Lorentz
Lei de Lorentz
	Direção da força magnética
Regra da mão esquerda
Lei de Lorentz
Linhas de indução
	O campo magnético pode ser representado de maneira semelhante à represenatção do campo elétrico atráves das linhas de campo.
Campo magnético uniforme
	No campo magnético uniforme vetor indução magnética apresenta características semelhantes, isto é, quando possui a mesma intensidade, direção e sentido. 
	As linhas de indução são retas paralelas igualmente espaçadas e igualmente orientadas.
Como deve ser o movimento de uma partícula carregada em um campo magnético?
Carga móvel em um campo magnético uniforme
	Lembre-se que o papel da força magnética é alterar a direção da velocidade, mas não o seu módulo. Por isso toda partícula carregada mergulhada num campo magnético mantém sua energia cinética.
	Podemos estudar três casos:
1°) carga lançada na direção das linhas de indução
2°) carga lançada perpendicular às linhas de indução
3°) carga lançada obliquamente em relação às linhas de indução.
	Quando uma carga é lançada na direção do campo magnético, ela não sofre ação de força magnética. A carga executa um movimento retilíneo uniforme
1°) Carga lançada na direção das linhas de indução
Fmag = B . q . V . sen 
V
Q
B
sen 0° = 0
V
Q
B
sen 180° = 0
*
2°) Carga lançada perpendicular às linhas de indução
	A força e a velocidade, de direções perpendiculares, definem um plano perpendicular ao vetor indução magnética. Conseqüentemente, podemos concluir que a partícula executa nesse plano um movimento circular uniforme (MCU).
sen 90° = 1
B
V1
V2
V3
V4
F1
F2
F3
F4
V
F
B
3°) Carga lançada obliquoamente em relação às linhas de indução
	Nesse caso, devemos decompor a velocidade V numa componente Vy na direção de B e numa componente Vx numa direção perpendicular a B.
	A componente VY determina um MRU e a componente VX um MCU. 
	A realização desses dois movimentos resulta num movimento resultante helicoidal uniforme (ou hélice cilíndrica).
Interdependência E e B
	James Maxwell desenvolveu a teoria para explicar a relação entre a eletricidade e o magnetismo.
	Percebeu que a variação do campo elétrico gera um campo elétrico. Semelhante, a variação do fluxo magnético resulta num campo magnético. Devido a essa interdependência faz sentido falar em campo eletromagnético.
Interdependência E e B
	O campo eletromagnético é um campo composto de dois vetores campo: o campo elétrico e o campo magnético.
Filtro de velocidades
	Instrumento capaz de garantir que partículas carregadas movam com uma mesma velocidade através da aplicação simultânea de um campo elétrico e magnético.
+
FM
FE
Filtro de velocidades
	Se os campos forem escolhidos de tal forma que a força elétrica equilibre a magnética, a partícula se moverá numa reta horizontal e sairá por uma fonte à direita.
+
FM
FE
Filtro de velocidades
	Note então, que apenas as partículas com essa velocidade passam sem desvio pelos campos como mostramos. Na prática, E e B são ajustados para selecionar uma certa velocidade. As outras serão desviadas para cima ou para baixo.
Espectrômetro de massa
	É um instrumento que separa íons conforme a relação carga/massa que possuam.
	Um feixe de íons passa por um filtro de velocidades e depois entra num campo magnético B0. Ao entrarem neste campo, os íons descrevem uma trajetória semi-circular até atingir uma chapa fotográfica em P.
Espectrômetro de massa
	Podemos medir a relação carga/massa de partículas, através da medida desse raio de curvatura.
Experimento de Thomson
	A experiência feita por Thomson que permitiu a descoberta da relação carga massa do elétron também faz uso das forças elétrica e magnética.
	1) Thomson mostrou que os raios de um tubo de raios catódicos podiam ser desviados, tanto por campos elétricos quanto por campos magnéticos e que, portanto, deveriam ser constituídos por partículas carregadas.
	2) Medindo o desvio das partículas, Thomson mostrou que TODAS tinham a mesma relação q/m, mesmo as que eram provenientes de materiais diferentes.
Referências
	Revista Brasileira de Ensino de F¶³sica, v. 31, n. 2, 2308 (2009).
	Grupo de enisno da Física da Universidade Federal de Santa Maria. http://coral.ufsm.br/gef/.
	http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-escolares/fisica/particula-eletrizada-num-campo-magnetico-uniforme/movimentos-particulares-de-uma-particula-eletrizada-num-campo-magnetico-uniforme.html.
Referências
	http://www.ensinoadistancia.pro.br/EaD/Fisica4/Aulas/Aula-1/aula-1.html.
	httpwww.ensinoadistancia.pro.brEaDFisica4AulasAula-1aula-1.html.
	http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletromagnetismo.
	http://www.fismat.net.br/aulas%20de%20f%C3%ADsica/aulaeletricidade/CAMPO%20ELETRICO_PDF.pdf