1. CAMPOS MAGNÉTICOS
FÍSICA III
CAPÍTULO XXVIII
Aula 8
Prof Agnaldo
Prof Marcelo Felisberto
Campus do Sertão - UFAL
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2. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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3. Introdução
Breve Resumo
Nos últimos capítulos discutimos a eletrostática, a física das cargas estacionárias e
iniciamos a tratar de correntes de cargas elétricas em movimento. Neste capítulo,
vamos continuar a discutir as cargas em movimento e seus efeitos em materiais e
dispositivos. As definições de campo magnético gerado por essas cargas e as forças
magnéticas com aplicações em dipolo elétrico entre outros. Veremos que a principal
diferença entre a força elétrica e a magnética atuando sobre uma partícula carregada
em movimento é a direção da força resultante.
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4. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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5. Campo Magnético ⃗
B
Campo Magnético ⃗
B
Campos magnéticos podem ser produzidos de duas formas:
Através eletroíma;
Através de ímãs permanentes.
Definição
Definição
⃗
FB = q⃗
v ×⃗
B (1)
FB = |q|vBsenϕ (2)
B =
Fb
|q|v⊥
(3)
Figura 1: Regra da mão direita
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6. Campo Magnético ⃗
B
Nesta figura, temos rastros de dois elétrons e um pósitron em uma câmara de
bolha submetida a uma campo magnético uniforme
Figura 2: Câmara de bolhas
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7. Campo Magnético ⃗
B
Unidade de medida
1 Tesla = 1T = 1
Newton
(Coulomb)(metro/segundo)
= 1
N
A.m
(4)
1T = 10.000Gauss (5)
Figura 3: Valores de campo magnético
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8. Campo Magnético ⃗
B
Linhas de Campo Magnético
Definição das linhas de campo magnético
Figura 4: Linhas saindo do
Polo Norte
Figura 5: Fluxo magnético em
limalhas de ferro
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9. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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10. Campos Cruzados
A Descoberta do Elétron: J. J. Thomson 1897, Universidade de Cambridge
A Descoberta do Elétron
L = v ∗ t; t = v/L; (6)
y = at2
/2; a = F/m; (7)
F = qE (8)
y =
|q|EL2
2mv2
(9)
Figura 6: Deflexão causada por
campo elétrico
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11. Campos Cruzados
A Descoberta do Elétron: J. J. Thomson 1897, Universidade de Cambridge
A Descoberta do Elétron
|q|E = |q|vBsen(90o
) = |q|vB (10)
v =
E
B
(11)
m
|q|
=
B2L2
2yE
(12)
Figura 7: Fluxo magnético em
limalhas de ferro
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12. Campos Cruzados
O Efeito Hall
O Efeito Hall: Descoberto em 1879 por Edwin Herbert Hall
V = Ed (13)
eE = evd B (14)
vd =
J
ne
=
i
neA
(15)
n =
Bi
Vℓe
(16)
ℓ =
A
d
(17)
VH = vd Bd (18) Figura 8: Efeito Hall
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13. Campos Cruzados
O Efeito Hall
O Efeito Hall: Decoberto em 1879 por Edwin Herbert Hall
Figura 9: Efeito Hall
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14. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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15. Partícula carregada em Movimento Circular
Trajetória Circular
Trajetória Circular
F = m
v2
r
(19)
|q|vB =
mv2
r
(20)
T =
2πr
v
=
2π
v
mv
|q|B
(21)
T =
2πm
|q|B
(22)
f =
1
T
=
|q|B
2πm
(23)
ω = 2πf =
|q|B
m
(24) Figura 10: Força magnética
alterando direçao da velocidade
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16. Partícula carregada em Movimento Circular
Trajetória Helicoidal
Trajetória Helicoidal
v|| = vcosϕ (25)
v⊥ = vsenϕ (26)
Passo:
p = v||T = vcosϕ
2πm
|q|B
(27)
Figura 11: Força magnética: direção helicoidal
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17. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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18. Força Magnética em um Fio Percorrido por Corrente
Força Magnética em um Fio Percorrido por Corrente
Força magnética em fio condutor
q = it = i
ℓ
vd
(28)
FB = qvd Bsenϕ =
iℓ
vd
vd Bsenϕ (29)
FB = iℓB (30)
⃗
FB = i⃗
ℓ ×⃗
B (31)
FB = iℓBsenϕ (32)
d ⃗
FB = id⃗
ℓ ×⃗
B (33)
Figura 12: Força magnética em fio
condutor
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19. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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20. Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
Figura 13: Força em um fio condutora
Figura 14: Torque magnético em
uma espira condutora
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21. Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
⃗
FB = i⃗
ℓ ×⃗
B (34)
τ = iaB
b
2
senθ + iaB
b
2
senθ (35)
τTotal = Nτ = NABsenθ (36)
Figura 15: Torque magnético em
uma espira condutora
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22. Tópicos da Aula
1 Introdução
2 Campo Magnético
3 Campos Cruzados
4 Partícula carregada em Movimento Circular
5 Força magnética em um Fio Percorrido por Corrente
6 Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
7 Momento Dipolar Magnético
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23. Momento Dipolar Magnético
Momento Dipolar Magnético
Momento Dipolar Magnético
µ = NiA (37)
τ = NiABsenθ = µBSenθ (38)
⃗
τ = ⃗
µ ×⃗
B (39)
U(θ) = −⃗
p · ⃗
E (40)
U(θ) = −⃗
µ ·⃗
B (41) Figura 16: Momento de dipolo
magnético
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24. Momento Dipolar Magnético
Momento Dipolar Magnético
Valores de momento magnético
Figura 17: valores de momento magnético
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25. Campos Magnéticos
Tarefa obrigatória Responder as questões do livro
TAREFA OBRIGATÓRIA:
LEITURA DO CAPÍTULO 28
RESPONDER TODOS OS EXERCÍCIOS DO REFERIDO CAPÍTULO
BONS ESTUDOS!
OBRIGADO!
Até a próxima aula.
Campos magnéticos produzidos por correntes
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