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sábado, 5 de novembro de 2016

Campo magnético - condutor retilíneo Aplicações da Lei de Ampère





Há várias situações específicas em que podemos utilizar o cálculo da intensidade do campo magnético (associado a condutores percorridos por corrente elétrica) e, também, a representação desse campo. Uma delas é o campo magnético em um condutor retilíneo.

Nesse caso, precisamos ter em mente que as linhas de campo são representadas por circunferências concêntricas em planos perpendiculares (que formam um ângulo de 90°) em relação ao condutor. O centro dessas circunferências é o próprio condutor.

Se imaginarmos o condutor retilíneo como um fio reto e longo, podemos determinar sua intensidade da seguinte forma, considerando a Lei de Ampère: .

Nesse caso, para simplificar ao máximo os cálculos, a linha fechada escolhida para representar a superfície - e que utilizaremos para determinar o valor do campo magnético - terá o formato circular. Assim, poderemos considerar o campo magnético constante, pois a corrente apresenta a mesma intensidade e a distância de cada ponto da curva ao fio também permanece a mesma - e é chamada de raio.

Também poderemos escrever a Lei de Ampère da seguinte maneira:

. Onde representa o comprimento da circunferência (já que adotamos um círculo para representar nossa linha fechada),
representa a distância de cada ponto da curva até o fio (na verdade, um raio, já que temos um círculo) e representa o campo total.

Dessa forma, temos: . E esta será a relação que utilizaremos sempre que precisarmos determinar a intensidade do campo magnético em um condutor retilíneo e longo.

O sentido do vetor campo magnético é dado pela regra da mão direita. E sua direção é tangente à linha de força no ponto onde estamos determinando o campo magnético, conforme figura:


Na figura:

# representa a corrente elétrica que percorre o fio condutor em seu sentido convencional.
# representa o vetor campo magnético em cada ponto da linha de campo representada por curvas fechadas.
# O sentido do campo é determinado pela regra da mão direita.
# Lembramos que o sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo dos portadores de carga positiva (do pólo positivo da fonte de energia para o pólo negativo), conforme a figura a seguir:

Representação de um campo magnético associado a um condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica em seu sentido convencional.

Observação: É comum utilizarmos vetores com direções perpendiculares a determinados planos de referência. Por isso, quando o vetor campo magnético estiver entrando no plano de referência usaremos o símbolo: . E quando estiver saindo do plano de referência: .

Referências bibliográficas
CARRON, Wilson; GUIMARÃES Oliveira. Física, volume único, Editora Moderna, 2ª edição, SP, 2003.

GASPAR, Alberto. Física, volume único, Editora Ática, 1ª edição, SP, 2001.

GRUPO DE REELABORAÇÃO DO ENSINO de FÍSICA. Física 3: Eletromagnetismo/GREF, 3ª edição, Edusp, SP, 1998.

PARANÁ, Djalma Nunes da Silva; SOROCABA, José Roberto Castilho Piqueira; Andrade, Luís Ricardo Arruda de; CARRILHO, Ronaldo. Física, Coleção Anglo, Ensino Médio, vol. 3, SP, 2002.

UENO, Paulo T. Física no cotidiano - Leituras e atividades, vol. 3, Editora Didacta.

UENO, Paulo T. Física, Novo Ensino Médio, Editora Ática, 1ª edição, SP, 2005.

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