Conceito:
Linhas de Campo Magnético.
Parecido com o
conceito de linhas de campo elétrico, as linhas de campo magnético são linhas
representativas do campo magnético. Elas podem ser visualizadas utilizando um ímã em forma de barra. Cada ponta do ímã representa um polo, um negativo e
outro positivo. Tal como um dipolo, a direção das linhas seguem um padrão. Do
polo positivo ao negativo.
Figura
1: Ilustração das linhas de campo magnético de um ímã
A figura mostra as
características do campo magnético de um ímã em barra. As linhas contínuas entrando
no sul e saindo no norte representam uma das linhas de indução magnética. Sua
característica principal é ser fechada passando por dentro do ímã.
Para conhecer o módulo do
campo magnético é necessário medir a força necessária que atua em cargas elétricas
em movimento dentro do campo magnético. Experimentalmente mostra-se que o
módulo da força magnética possui as seguintes propriedades:
·
Proporcional á corrente elétrica ou valor da carga elétrica
em movimento;
· Atua sobre uma carga em movimento e é proporcional ao seu
valor de carga, ao módulo da velocidade da partícula e ao ângulo entre o vetor
velocidade e ao campo magnético;
·
Quando v e B forem paralelos, a força é nula e quando
perpendiculares é máxima;
·
Ortogonal ao plano formado pelos vetores velocidade e campo
magnético.
Em resumo temos que:
Uma consequência é que a
interação de campos magnéticos como a bússola é devido a interação de um campo
magnético com o movimento de cargas elétricas atômicas no material.
Figura
2: Linhas de campo em torno de um ímã em barra construídas a partir das
observações da direção do campo magnético de uma bússola.
Veja o vídeo abaixo:
Nele é possível observar a
construção das linhas de campo magnético do ímã em barra. Sobre o ímã é
colocado uma placa de vidro transparente. Aos poucos é jogado pó de limalha de
ferro. Como resultante temos as linhas de campo magnético tal como da figura 1.
Veja o segundo vídeo:
Nele temos um circuito que
consta de:
- Fonte de tensão;
- Interruptor;
- Fios para conexão;
- Limalha de ferro;
- Montagem com fio de cobre exposto e placa de acrílico.
Feita a montagem conforme a
figura, jogar sobre a superfície de acrílico o pó de limalha de ferro. Acione o
interruptor. Observe o aparecimento de
linhas de campo em torno do fio condutor.
Figura 3: Linhas de campo
de um fio condutor
Outro método para
visualizar a linha do campo magnético é com uma bússola. Com o mesmo aparato
anterior porém sem a limalha, é utilizado uma bússola colocada próxima do fio
condutor. Ao acionar o circuito é visualizado uma mudança na direção dos
ponteiros da bússola.
Veja o vídeo abaixo:
É possível percorrer o
entorno do fio com a bússola de modo a desenhar uma linha de campo.
Figura 4: Com a bússola
percorrida entorno do fio desenhar a linha de campo.
É possível calcular o campo produzido pela corrente em
torno do fio via Lei de Àmpere.
A corrente produzida medida foi de I= 195mA, o
raio foi de r=3cm, portanto:
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