Prof.: Célio Normando

MAGNETISMO I

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

Um imã atrai limalhas de ferro apenas em certas regiões e não em toda sua extensão.

Fenômenos Magnéticos

SN

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

NS

POLOS DE MESMO NOME SE REPELEM

SN

SN SN

POLOS DE NOMES DIFERENTES SE ATRAEM

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

OS POLOS DE UM IMÃ SÃO INSEPARÁVEIS.

Ao dividirmos um imã ao meio, obtém-se dois novos imãs, cada um com dois polos.

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.

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.

CAMPO MAGNÉTICORegião do espaço modificada pela presença de um imã.

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

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.

No circuito, com a chave aberta, a agulha da bússola está orientada segundo o magnetismo terrestre.

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.

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

SENTIDO DO CAMPO MAGNÉTICO NO FIO

REGRA DA MÃO DIREITA

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

CAMPO MAGNÉTICO DE UMA ESPIRA

CORRENTE NO SENTIDO ANTI-HORÁRIO

CAMPO MAGNÉTICO DE UMA ESPIRA

CORRENTE NO SENTIDO HORÁRIO

CAMPO MAGNÉTICO DE UMA BOBINA CHATA

Se n espiras iguais são colocadas justapostas, o conjunto formado é denominado de bobina chata.

RinB

2

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.

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

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