CAMPO MAGNÉTICO
Assim como o campo elétrico ou o gravitacional, o campo magnético B→ é a influência que um ímã (ou eletroímã) causa no espaço ao seu redor. Se você espalhar um pouco de limalha de ferro sobre uma folha de papel colocada por cima de um ímã, verá que os pedaços de limalha se ordenam, traçando o padrão das linhas de campo ao redor do ímã. Esse fenômeno é conhecido desde a Grécia antiga.
Observação: Vamos relembrar algumas propriedades do campo magnético
- Exerce influencia sobre ímãs, materiais magnéticos e bússolas.
- A agulha de uma bússola se alinha com o campo magnético e o polo norte indica o sentido desse campo.
- A unidade SI para o campo magnético é Tesla (T) ou Weber/m² (Wb/m²).
A grande descoberta do século XX é a íntima relação entre a eletricidade e o magnetismo. Em 1820, o professor dinamarquês de física Hans Christian Oersted mostrou experimentalmente que um fio percorrido por corrente elétrica é capaz de desviar a agulha magnética de uma bússola. Esse experimento deu origem ao Eletromagnetismo.
Observação: Com a necessidade de representar muitos desenhos em 3D, vamos fazer uso de um artifício para representá-los em 2D, na folha de um papel, por simplificação. Essa notação está representada na figura abaixo:
REGRA DA MÃO DIREITA
Essa regra servirá para determinar a direção e o sentido do campo magnético em cada ponto do espaço criado pelo movimento de cargas. Basta você seguir dois passos:
- Oriente seu polegar direito no sentido da corrente.
- Curve os dedos da mão direita em torno do fio, como se fosse agarrá-lo, formando um círculo.
- A orientação dos seus dedos indicará a orientação das linhas do campo magnético em torno do fio.
ELETROÍMÃS
Uma bobina conduzindo uma corrente elétrica constitui um eletroímã. A intensidade do seu campo é proporcional à corrente que flui pelo dispositivo e o número de espirais em torno do núcleo. Eletroímãs industriais têm suas intensidades reforçadas pela introdução de um núcleo de ferro no interior da bobina.
Exemplo: os trens maglev usam eletromímãs para fazer levitação magnética, reduzindo atritos e aumentando a velocidade dos seus deslocamentos.
Para determinação das linhas de campo magnético criadas por diferentes distribuições de correntes, podemos usar mais uma vez limalha de ferro sobre uma folha de papel próximas a fios condutores.
Existem duas equações que juntas nos permitiriam calcular o valor do campo magnético para qualquer caso: a lei de Biot-Savart e a lei de Ampère. Mas são muito complicadas e, portanto, vamos abordar apenas o resultado final para cada fio.
FIO LONGO E RETILÍNEO
O campo magnético gerado por uma corrente em um fio muito grande em um ponto distante d desse fio vale:
Campo magnético criado por um fio com vista superior
Observação: A constante µ0 é chamada constante de permeabilidade magnética e, no vácuo, vale µ0 = 4π · 10-7 ≅ 1,257 · 10-6 T·m/A.
ESPIRA CIRCULAR
Uma espira é um dobrado na forma de uma figura. Nesse caso, será na forma de uma circunferência de raio R. Quando percorrido por uma corrente elétrica, o campo magnético gerado no seu centro será dado por:
Campo magnético criado por uma espira circular
BOBINA CHATA
Uma bobina é o enrolamento de N espiras. Isso faz com o que o campo magnético resultante aumente N vezes no centro da bobina e valha:
Campo magnético criado por uma bobina
SOLENOIDE OU BOBINA LONGA
Um solenoide é uma bobina, mas na forma helicoidal com centenas ou milhares de espiras (N) por unidade de comprimento (L). O campo magnético gerado no interior de um solenoide é uniforme e vale:
Campo magnético criado por uma espira circular
Observação: Assim como ocorre com os ímãs, todo eletroímã também possui sempre dois polos magnéticos: Norte e Sul.
