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ELETROMAGNETISMO: da magia da eletricidade e do magnetismo
descoberta das ondas electromagnticas
Luclia Brito Departamento de Fsica da Universidade de Coimbra
Parte II
Relaes entre eletricidade e magnetismo: a experincia de Oersted;
A lei de Biot e Savart: aplicaes;
Linhas de campo magntico; a lei de Ampre;
Ao dos campos eltricos e magnticos sobre cargas eltricas: a fora de Lorentz;
Ao de um campo magntico sobre um circuito: a fora de Laplace.
Eletricidade e magnetismo
Um magnete cria na sua vizinhana um campo magntico
Um dipolo eltrico cria na sua vizinhana um campo eltrico
A experincia de Oersted (1820)
Relaes entre a eletricidade e o magnetismo
O movimento das cargas eltricas afecta os objetos magnticos
A lei de Biot e Savart
Campo magntico criado por uma poro elementar de um circuito percorrido pela corrente I
B = N B n A
(t) = max sin( t+ )
C
B t d = 0 Iint
d B =04
Id rr2
A lei de Biot e Savart e o princpio de sobreposio
Fio retilneo percorrido pela corrente I
A lei de Biot e Savart e o princpio de sobreposio
Espira de raio a percorrida pela corrente I
Campo de um dipolo magntico
A lei de Biot e Savart e o princpio de sobreposio
Campo criado por uma bobina de comprimento L formada por N espiras uniformemente distribudas: n=N/L
Campo magntico criado no ponto P: sobreposio dos campos devidos a cada anel de corrente
No centro de uma bobina muito longa
Na extremidade de uma bobina muito longa
A lei de Gauss para o campo eltricoa lei de Ampre para o campo magntico
Mas podemos continuar a desenhar as linhas do campo e circular sobre elas at voltar ao ponto de partida
B = N B n A
(t) = max sin( t+ )
C
B t d = 0 Iint
d B =04
Id rr2
lei de Ampre
A lei de Gauss no til para calcular o campo magntico!
Aplicao a um fio retilneo muito longo percorrido pela corrente I
Esboo das linhas do campo magntico e escolha do caminho de Ampre
B = N B n A
(t) = max sin( t+ )
C
B t d = 0 Iint
d B =04
Id rr2
B(r) 2r = 0 I
B =0I
2re
B = N B n A
(t) = max sin( t+ )
C
B t d = 0 Iint
d B =04
Id rr2
B(r) 2r = 0 I
B =0I
2re
Os campos magnticos exercem foras sobre cargas em movimento: fora de Lorentz
Determinao da razo e/m : experincia de J.J. Thomson (1897)
Combinao dos campos eltrico e magntico
Aplicaes dos campos eltrico e magntico
O Efeito de Hall
O potencial de Hall continuando
Aplicaes do efeito de Hall
Conhecendo
Pode determinar-se o campo magntico
Pode estudar-se a estrutura do material
Conhecendo
Quando a velocidade e o campo no so perpendiculares
Num campo magntico uniforme, partculas carregadas movem-se em hlice: raio constante e passo constante
Partculas aprisionadas no campo magntico
Quando o campo no uniforme, as partculas descrevem trajectrias em hlice com raio varivel;
As partculas oscilam: a fora magntica uma fora restauradora do equilbrio;
Princpio de funcionamento da garrafa magntica.
Confinamento do plasma (eletres e ies) necessrio fuso nuclear
Os cintures de radiao de van Allen
Partculas aprisionadas no campo magntico da Terra
protes produzidos na alta atmosfera, resultantes do decaimento de neutres (raios csmicos);
eletres fornecidos pelo vento solar;
Os campos magnticos exercem foras sobre correntes eltricas: fora de Laplace
Fora entre dois fios paralelos
Fora exercida por um campo magntico sobre uma espira de corrente
Efeito dos campos magnticos sobre espiras de corrente