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Prof.: Célio Normando
MAGNETISMO I
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ORIGEM DO MAGNETISMO
Os ímãs naturais encontrados na natureza, chamados de Magnetitas, são compostos por Óxido de Ferro (Fe3O4).
Os ímãs artificiais são materiais geralmente compostos de metais e ligas cerâmicas aos quais se transmitem as propriedades magnéticas e estes podem ser temporários (transitórios) ou permanentes.
Imãs permanentes – materiais de aço
Imãs transitórios – materiais de ferro em geral
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Um imã atrai limalhas de ferro apenas em certas regiões e não em toda sua extensão.
Fenômenos Magnéticos
SN
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SN
Todo imã apresenta dois polos denominados norte e sul.
Todo imã que pode girar livremente toma aproximadamente, a direção norte-sul geográfica do lugar.
SN
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NS
POLOS DE MESMO NOME SE REPELEM
SN
SN SN
POLOS DE NOMES DIFERENTES SE ATRAEM
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A Terra funciona como um imenso ímã sendo, entretanto, fraco. O "Sul (S)""Sul (S)" magnético deste ímã está próximo do polo norte e o "Norte (N)""Norte (N)" magnético próximo do polo sul. Por isto, o norte do ímã da bússola apontará para o "Sul magnético" da Terra.
Campo magnético da Terra
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OS POLOS DE UM IMÃ SÃO INSEPARÁVEIS.
Ao dividirmos um imã ao meio, obtém-se dois novos imãs, cada um com dois polos.
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CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS QUANTO AO CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS QUANTO AO COMPORTAMENTO MAGNÉTICOCOMPORTAMENTO MAGNÉTICO
SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS OU FERROMAGNÉTICAS
São aquelas que permitem a orientação de seus imãs elementares.
O ferro, o níquel, o cobalto, e algumas ligas metálicas , como o aço, permitem a orientação de seus dipolos magnéticos.
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SUBSTÂNCIAS NÃO MAGNÉTICAS OU PARAMAGNÉTICAS
São aquelas que não permitem a orientação de seus imãs elementares.
O alumínio, manganês, estanho, cromo, platina, paládio, madeira, plástico são substâncias não magnéticas.
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CAMPO MAGNÉTICORegião do espaço modificada pela presença de um imã.
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Campo Magnético Uniforme
No interior de um imã em forma de ferradura o campo magnético é UNIFORME.
As linhas de indução nascem no polo Norte e morrem no polo Sul.
N S
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Experimento de OerstedNão são somente os imãs que geram o magnetismo.
Em 1819, o cientista dinamarquês Oersted descobriu uma relação entre o magnetismo e a corrente elétrica. Ele observou que uma corrente elétrica ao atravessar um condutor produzia um campo magnético em torno de um condutor.
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No circuito, com a chave aberta, a agulha da bússola está orientada segundo o magnetismo terrestre.
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Fechando a chave, a agulha da bússola assume uma nova posição, perpendicular ao fio condutor, acusando a
presença de um campo magnético gerado pela corrente elétrica.
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Campo Magnético Gerado por um Fio Condutor
diB
2 .
: permeabilidade magnética.
i: intensidade da corrente elétrica no fio.
d: distância do ponto até o fio.
Lei de Biot - Savart
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SENTIDO DO CAMPO MAGNÉTICO NO FIO
REGRA DA MÃO DIREITA
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CAMPO MAGNÉTICO DE UMA ESPIRA
Se o condutor tem forma circular, o chamamos de espira. O campo magnético no centro da espira tem módulo:
RiB o
2
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético no centro da espira (T)
i: corrente elétrica ( A)
R: raio da espira (m)
0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A
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CAMPO MAGNÉTICO DE UMA ESPIRA
CORRENTE NO SENTIDO ANTI-HORÁRIO
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CAMPO MAGNÉTICO DE UMA ESPIRA
CORRENTE NO SENTIDO HORÁRIO
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CAMPO MAGNÉTICO DE UMA BOBINA CHATA
Se n espiras iguais são colocadas justapostas, o conjunto formado é denominado de bobina chata.
RinB
2
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CAMPO MAGNÉTICO DE UM SOLENOIDE• O solenoide é um dispositivo em que um fio condutor é enrolado em
forma de espiras não justapostas.• O campo magnético produzido próximo ao centro do solenoide (ou
bobina longa) ao ser percorrido por uma corrente elétrica i , é praticamente uniforme (intensidade, direção e sentido constantes). Esta característica nos permite analisar o solenoide como um imã.
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O solenoide se comporta como um ímã, no qual o polo sul é o lado por onde “entram” as linhas de indução e o lado norte, o lado por onde “saem” as linhas de indução. (novamente podemos usar a regra da mão direita) nesta determinação.
CAMPO MAGNÉTICO DE UM SOLENOIDE
N S
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CAMPO MAGNÉTICO DE UM SOLENOIDE• A intensidade do campo magnético pode ser determinada pela Lei
de Ampére: L
i i
LiNB o
.
Onde:
B: módulo do vetor campo magnético (T)
i: corrente elétrica ( A)
N: nº de espiras
L: comprimento do solenóide (m)
0: permeabilidade magnética no vácuo = 4.10-7 T.m/A