Campo Magnético em Torno de um Condutor
O tema deste artigo é o campo magnético em torno de um condutor. Este é um tópico que muitas vezes é mal compreendido, então neste artigo, vamos examinar mais de perto o que exatamente é um campo magnético e como ele é gerado. Também discutiremos a intensidade do campo, como ele influencia objetos ao seu redor, algumas aplicações dos campos magnéticos e como mensurar a intensidade de um campo magnético.
O que é um campo magnético?
Um campo magnético é uma região ao redor de um ímã onde ele exerce uma força sobre outros ímãs, ou onde a força magnética é detectável. Campos magnéticos são invisíveis, mas são responsáveis pela propriedade mais notável de um ímã: uma força que atrai outros materiais ferromagnéticos, como ferro, e atrai ou repele outros ímãs. Campos magnéticos cercam e penetram toda a matéria, até mesmo os humanos.
Campo magnético
Como um campo magnético é gerado?
Um campo magnético é gerado sempre que uma corrente elétrica flui através de um condutor. Isso ocorre porque uma carga elétrica em movimento cria um campo magnético. A intensidade e a direção do campo magnético dependem da quantidade de corrente fluindo e da direção do fluxo. Campos magnéticos também podem ser gerados por ímãs permanentes (ímãs de barra). Estes são feitos de materiais que são naturalmente bons condutores de eletricidade, como o ferro. As moléculas nesses materiais se alinham em filas, o que cria um campo magnético forte. Quando você aproxima um condutor de um ímã, o campo magnético do ímã afeta as cargas em movimento no condutor. Isso causa o fluxo de corrente, criando um condutor portador de corrente, que gera seu próprio campo magnético. Esses dois campos interagem entre si, resultando em uma força que atrai ou repele os objetos.
Características do Ímã Permanente
Intensidade do Campo Magnético
A intensidade de um campo magnético é determinada pela quantidade de corrente fluindo através do condutor que gerou o campo magnético. Quanto maior a corrente, mais forte o campo magnético.
Linhas de campo magnético são usadas para expressar a intensidade de um campo magnético. Linhas magnéticas próximas indicam um campo magnético forte naquela área, enquanto menos linhas bem espaçadas indicam um campo magnético mais fraco naquela área.
Solenoides
A intensidade de um campo magnético depende do número de voltas na bobina de fio que o criou. Quanto mais voltas houver, mais forte será o campo magnético. Um condutor enrolado é frequentemente referido como um solenoide.
Interação de Campos Magnéticos
A intensidade de um campo magnético pode ser afetada pela presença de outros campos magnéticos. Se dois campos magnéticos estiverem presentes, eles interagirão entre si e a força de cada campo individual será reduzida.
Distância e Intensidade do Campo
A intensidade de um campo magnético diminui com a distância. Quanto mais longe você estiver da fonte do campo, mais fraco ele será. Todos esses fatores contribuem para a intensidade de um campo magnético.
Direção do Campo Magnético
A direção de um campo magnético é a direção em que um pólo norte se moveria se fosse colocado no campo; o oposto do pólo norte é o pólo sul. A direção do campo pode ser representada por linhas de força, que são desenhadas para mostrar a direção que um pólo norte viajaria. Essas linhas de força podem ser usadas para mostrar a direção do campo em qualquer ponto dado. A direção do campo também pode ser determinada usando uma bússola. Quando uma bússola é colocada em um campo magnético, a agulha apontará na direção do campo. A direção do campo pode ser determinada por seu efeito sobre cargas em movimento. Uma carga em movimento através de um campo magnético experimentará uma força que é perpendicular tanto à direção do campo quanto à direção do movimento; essa força pode ser usada para determinar a direção do campo.
Direção do Campo Magnético
Propriedades do Campo Magnético
Existem algumas propriedades de um campo magnético que são importantes considerar:
- Uma é sua intensidade, que é determinada pelo número de partículas magnéticas presentes.
- Outra é sua direção, que pode ser norte-sul ou sul-norte.
- Sua polaridade determina como as partículas estão alinhadas, com partículas positivas sendo atraídas por pólos negativos e vice-versa.
Essas propriedades trabalham juntas para criar o efeito geral de um campo magnético.
Aplicações do Campo Magnético
Campos magnéticos são usados de várias maneiras, incluindo a geração de eletricidade, o funcionamento de máquinas de ressonância magnética e a levitação de trens. Ímãs são usados para armazenar dados em discos rígidos e cartões de crédito, e desempenham um papel essencial em muitas tecnologias modernas. O campo magnético da Terra até nos protege de radiações cósmicas nocivas, tornando-o essencial para nossa sobrevivência.
Efeitos do Campo Magnético
Toda matéria é composta de átomos, e cada átomo tem um núcleo composto de prótons e nêutrons. Ao redor do núcleo há uma nuvem de elétrons que orbitam o núcleo. Os elétrons são o que dão aos átomos suas propriedades magnéticas. Quando um campo magnético é aplicado a um material, os elétrons nos átomos se alinham com o campo. Por exemplo, quando um campo magnético é aplicado a um pedaço de ferro, o ferro se tornará magnetizado. Esse alinhamento pode causar efeitos como atração ou repulsão, dependendo da força e orientação do campo. Em alguns materiais, o alinhamento dos elétrons também pode causar uma mudança na forma do material. Os efeitos dos campos magnéticos são amplos e têm sido estudados extensivamente tanto na física quanto na engenharia.
Existem vários efeitos que podem ser produzidos por um campo magnético. Um dos efeitos mais familiares é a capacidade de exercer uma força sobre objetos. Essa força é conhecida como força magnética, e é responsável por uma ampla gama de fenômenos, desde o movimento de elétrons em circuitos até o comportamento de ímãs. A intensidade da força magnética depende da intensidade do campo magnético.
Outro efeito de um campo magnético é a criação de indutância. Isso ocorre quando um fio portador de corrente é colocado em um campo magnético, e resulta em uma força oposta que se opõe a mudanças na corrente. A indutância é responsável por uma ampla gama de efeitos, desde a operação de transformadores elétricos até a geração de eletricidade por usinas de energia.
Campos magnéticos também podem fazer com que materiais emitam luz. Esse efeito é conhecido como eletroluminescência. Esse efeito é usado em uma variedade de aplicações, desde televisores de tela plana até sinais de saída.
Como você mede um campo magnético?
Existem alguns métodos diferentes para medir campos magnéticos. Um método comum é usar um magnetômetro, que é um dispositivo que mede a intensidade e a direção dos campos magnéticos. Outra maneira de medir campos magnéticos é usar um eletroímã, que é uma bobina de fio que gera um campo magnético quando uma corrente elétrica passa por ela. Finalmente, campos magnéticos podem ser medidos usando uma bússola, que mede a direção do campo magnético. Todos esses métodos podem ser usados para medir a intensidade e a direção dos campos magnéticos.