Física
12ª aula - 2º semestre
Voltando ao primeiro fenômeno eletromagnético
Borges e Nicolau
x
Você já estudou que "toda corrente elétrica origina no espaço que a envolve um campo magnético". Estudou também as características do campo magnético criado pela corrente elétrica que atravessa um condutor retilíneo.
Vamos agora analisar mais dois casos:
1º) Campo magnético no centro O de uma espira circular de raio R percorrida por corrente elétrica de intensidade i
N/L é a densidade de espiras, isto é, é o número N de espiras existentes num comprimento L de solenoide.
Polo norte: face do solenoide por onde saem as linhas de indução
Polo sul: face do solenoide por onde entram as linhas de indução
Sabendo-se que o campo magnético resultante em O é nulo, determine:
a) o sentido de I;
b) a relação i/I.
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
Duas espiras concêntricas de raios R1 e R2 são percorridas por correntes elétricas de intensidades i1 e i2, conforme mostra a figura.
Sabe-se que: i1 = i2 = 5 A; R2 = 2.R1 = 10 cm e ?0 = 4.?.10-7 T.m/A
Determine a intensidade do vetor campo magnético resultante no centro comum O.
Resolução: clique aqui
Exercício 4:
Considere o solenoide esquematizado na figura.
a) Qual é a direção e o sentido de B no ponto P, interno ao solenoide?
b) A face X é Norte ou Sul?
c) Represente as linhas de indução no interior do solenoide
d) Qual é a intensidade da corrente elétrica i que percorre o solenoide sabendo-se que o campo magnético no interior tem intensidade
B = 4.?.10-3 T
Dados: ?0 = 4.?.10-7 T.m/A; densidade de espiras: 1000 espiras/metro
Resolução: clique aqui
Exercícios de Revisão
Revisão/Ex 1:
(UFRGS)
A figura abaixo mostra duas espiras circulares (I e II) de fios metálicos. O raio da espira II é o dobro do raio da I. Ambas estão no plano da página e são percorridas por correntes elétricas de mesma intensidade i, mas de sentidos contrários.
O campo magnético criado pela espira I no seu centro é B1. O campo magnético criado pela espira II no seu centro é B2. Com relação a B1 e B2, pode-se afirmar que:
a) B1 > B2
b) B1 = B2
c) B1 < B2
d) B1 e B2e têm o mesmo sentido
e) B1 aponta para dentro da página, e B2, para fora
Resolução: clique aqui
Revisão/Ex 2:
(UF-BA)
Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R1 e R2, sendo
R1 = 0,4R2, são percorridas respectivamente pelas correntes i1 e i2;
O campo magnético resultante no centro das espiras é nulo. A razão entre as correntes i1 e i2 é igual a:
a) 0,4 b) 1,0 c) 2,0 d) 2,5 e) 4,0
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Revisão/Ex 3:
(UCS-RS)
Um fio reto AB e uma espira de centro C estão no plano da folha e isolados entre si e percorridos por correntes elétricas i1 e i2. No centro C da espira são gerados os campos magnéticos B1 e B2, pelas correntes elétricas i1 e i2, respectivamente.
Com base no exposto, é correto afirmar que:
a) O sentido de B1 aponta para dentro da folha e o de B2, para fora da mesma.
b) Os sentidos de B1 e B2 apontam para fora da folha.
c) O sentido de B1 aponta para fora da folha e o de B2, para dentro da mesma.
d) Os sentidos de B1 e B2 apontam para dentro da folha.
e) Não existe campo magnético resultante, pois B1 e B2 se anulam.
Resolução: clique aqui
Revisão/Ex 4:
(UFSCar?SP)
A figura representa um solenoide, sem núcleo, fixo a uma mesa horizontal. Em frente a esse solenoide está colocado um ímã preso a um carrinho que se pode mover facilmente sobre essa mesa, em qualquer direção. Estando o carrinho em repouso, o solenoide é ligado a uma fonte de tensão e passa a ser percorrido por uma corrente contínua cujo sentido está indicado pelas setas na figura. Assim, é gerado no solenoide um campo magnético que atua sobre o ímã e tende a mover o carrinho:
a) aproximando-o do solenoide.
b) afastando-o do solenoide.
c) de forma oscilante, aproximando-o e afastando-o do solenoide.
d) lateralmente, para dentro do plano da figura.
e) lateralmente, para fora do plano da figura.
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Voltando ao primeiro fenômeno eletromagnético Borges e Nicolau x Exercício 1:a) Represente o vetor campo magnético B no centro O da espira circular de raio R, vista de frente, conforme a figura. Clique para ampliar b) Dobrando-se a intensidade da...
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Voltando ao primeiro fenômeno eletromagnético Borges e Nicolau x Você já estudou que ?toda corrente elétrica origina no espaço que a envolve um campo magnético?. Estudou também as características do campo magnético criado pela corrente elétrica...
Física
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12ª aula - 2º semestre
Voltando ao primeiro fenômeno eletromagnético
Borges e Nicolau
x
Você já estudou que "toda corrente elétrica origina no espaço que a envolve um campo magnético". Estudou também as características do campo magnético criado pela corrente elétrica que atravessa um condutor retilíneo.
Vamos agora analisar mais dois casos:
1º) Campo magnético no centro O de uma espira circular de raio R percorrida por corrente elétrica de intensidade i
Vista de frente e em perspectiva. Espira circular é um fio condutor dobrado segundo uma circunferência.
Clique para ampliar.
B em O tem as seguintes características:
Direção: da reta perpendicular ao plano da espira
Sentido: dado pela regra da mão direita número 1
Intensidade:
Intensidade:
x
Analogamente a um ímã uma espira percorrida por corrente tem também dois polos.
Polo norte: face da espira por onde B "sai". Neste caso, "a corrente elétrica é vista no sentido anti-horário".
Polo sul: face da espira por onde B "entra". Neste caso, "a corrente elétrica é vista no sentido horário".
2º) Campo magnético no interior de um solenoide percorrido por corrente elétrica de intensidade i
Analogamente a um ímã uma espira percorrida por corrente tem também dois polos.
Polo norte: face da espira por onde B "sai". Neste caso, "a corrente elétrica é vista no sentido anti-horário".
Polo sul: face da espira por onde B "entra". Neste caso, "a corrente elétrica é vista no sentido horário".
2º) Campo magnético no interior de um solenoide percorrido por corrente elétrica de intensidade i
x
Solenoide ou bobina longa: fio condutor enrolado segundo espiras iguais, uma ao lado da outra, igualmente espaçadas. Clique para ampliar
Seja P um ponto interno ao solenoide. O vetor B em P tem as seguintes características:
Direção: do eixo do solenoide
Sentido: dado pela regra da mão direita número 1
Intensidade:
Em qualquer outro ponto interno, o vetor campo magnético B tem as mesmas características. Isto significa que o campo magnético no interior do solenoide é uniforme.
Clique para ampliar
Analogamente a um ímã e a uma espira, um solenoide também tem dois polos.
Polo norte: face do solenoide por onde saem as linhas de indução
Polo sul: face do solenoide por onde entram as linhas de indução
Recorde os três casos
Clique para ampliar
Exercícios básicos
Exercício 1:
a) Represente o vetor campo magnético B no centro O da espira circular de raio R, vista de frente, conforme a figura.
Clique para ampliar
b) Dobrando-se a intensidade da corrente elétrica que percorre a espira, o que ocorre com a intensidade de B
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Exercício 2:
Uma espira circular de raio R e centro O e um fio retilíneo são percorridos por correntes elétricas de intensidades i e I, respectivamente. A espira e o fio encontram-se no mesmo plano conforme se indica na figura.
Clique para ampliar
a) o sentido de I;
b) a relação i/I.
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Exercício 3:
Duas espiras concêntricas de raios R1 e R2 são percorridas por correntes elétricas de intensidades i1 e i2, conforme mostra a figura.
Clique para ampliar
Sabe-se que: i1 = i2 = 5 A; R2 = 2.R1 = 10 cm e ?0 = 4.?.10-7 T.m/A
Determine a intensidade do vetor campo magnético resultante no centro comum O.
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Exercício 4:
Considere o solenoide esquematizado na figura.
Clique para ampliar
a) Qual é a direção e o sentido de B no ponto P, interno ao solenoide?
b) A face X é Norte ou Sul?
c) Represente as linhas de indução no interior do solenoide
d) Qual é a intensidade da corrente elétrica i que percorre o solenoide sabendo-se que o campo magnético no interior tem intensidade
B = 4.?.10-3 T
Dados: ?0 = 4.?.10-7 T.m/A; densidade de espiras: 1000 espiras/metro
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Exercícios de Revisão
Revisão/Ex 1:
(UFRGS)
A figura abaixo mostra duas espiras circulares (I e II) de fios metálicos. O raio da espira II é o dobro do raio da I. Ambas estão no plano da página e são percorridas por correntes elétricas de mesma intensidade i, mas de sentidos contrários.
O campo magnético criado pela espira I no seu centro é B1. O campo magnético criado pela espira II no seu centro é B2. Com relação a B1 e B2, pode-se afirmar que:
a) B1 > B2
b) B1 = B2
c) B1 < B2
d) B1 e B2e têm o mesmo sentido
e) B1 aponta para dentro da página, e B2, para fora
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Revisão/Ex 2:
(UF-BA)
Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares, de raios R1 e R2, sendo
R1 = 0,4R2, são percorridas respectivamente pelas correntes i1 e i2;
O campo magnético resultante no centro das espiras é nulo. A razão entre as correntes i1 e i2 é igual a:
a) 0,4 b) 1,0 c) 2,0 d) 2,5 e) 4,0
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Revisão/Ex 3:
(UCS-RS)
Um fio reto AB e uma espira de centro C estão no plano da folha e isolados entre si e percorridos por correntes elétricas i1 e i2. No centro C da espira são gerados os campos magnéticos B1 e B2, pelas correntes elétricas i1 e i2, respectivamente.
Com base no exposto, é correto afirmar que:
a) O sentido de B1 aponta para dentro da folha e o de B2, para fora da mesma.
b) Os sentidos de B1 e B2 apontam para fora da folha.
c) O sentido de B1 aponta para fora da folha e o de B2, para dentro da mesma.
d) Os sentidos de B1 e B2 apontam para dentro da folha.
e) Não existe campo magnético resultante, pois B1 e B2 se anulam.
Revisão/Ex 4:
(UFSCar?SP)
A figura representa um solenoide, sem núcleo, fixo a uma mesa horizontal. Em frente a esse solenoide está colocado um ímã preso a um carrinho que se pode mover facilmente sobre essa mesa, em qualquer direção. Estando o carrinho em repouso, o solenoide é ligado a uma fonte de tensão e passa a ser percorrido por uma corrente contínua cujo sentido está indicado pelas setas na figura. Assim, é gerado no solenoide um campo magnético que atua sobre o ímã e tende a mover o carrinho:
b) afastando-o do solenoide.
c) de forma oscilante, aproximando-o e afastando-o do solenoide.
d) lateralmente, para dentro do plano da figura.
e) lateralmente, para fora do plano da figura.
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