CAMPO MAGNÉTICO
O campo magnético, como se trata de uma grandeza vetorial, será representado por um vetor, denominado vetor indução magnética e simbolizado por B, sua unidade no Sistema Internacional (S.I.) é o tesla (T).
LINHAS DE INDUÇÃO DE UM ÍMÃ
Para representar o campo magnético em todos os pontos ao redor de um ímã são utilizadas linhas de indução. O vetor campo magnético (B) é tangente às linhas de indução e seu módulo será mais intenso com o aumento da densidade dessas linhas.
Por convenção, as linhas são orientadas “saindo” do polo norte e “entrando” no polo sul na região externa ao imã. Para se obter o vetor campo magnético em qualquer ponto representado por uma linha de indução, basta traçar uma tangente, respeitando sempre o sentido da linha de indução.
Veja as características das linhas de indução.
1. São sempre linhas fechadas: saem e voltam a um mesmo ponto.
2. As linhas nunca se cruzam.
3. Região externa do ímã, as linhas saem do polo norte e se dirigem para o polo sul.
4. Região interna do ímã, as linhas são orientadas do polo sul para o polo norte.
5. Saem e entram na direção perpendicular às superfícies dos polos.
6. Nos polos, a concentração das linhas é maior: quanto maior concentração de linhas, mais intensa será a indução magnética numa dada região.
OBSERVAÇÃO
Representações do Campo Magnético
Nesta representação vemos as extremidades das setas do vetor campo. O vetor aponta para o leitor e forma um ângulo de 90º com o plano do papel.
Nesta representação vemos os pontos de aplicação das setas do vetor campo. O vetor aponta para dentro do papel e forma um ângulo de 90º com o plano do papel.
CÁLCULO DO CAMPO MAGNÉTICO
FIO RETILÍNEO
Vamos considerar um fio retilíneo a analisar regiões próximas do fio e afastadas de suas extremidades. Ao passar uma corrente elétrica de intensidade i, observamos linhas de indução do campo magnético sendo geradas, essas linhas são circunferências dispostas em planos perpendiculares ao condutor, com centros neste, cujos sentidos são dados pela regra da mão direita envolvente. Para aplicar essa regra, “segure” o fio com a mão direita, e alinhe seu polegar de forma que a ponta do dedo fique no mesmo sentido da corrente elétrica i, os outros dedos darão, automaticamente, o sentido das linhas de indução.
Já que um fio percorrido por uma corrente elétrica pode gerar um campo magnético à sua volta, podemos supor facilmente que quanto maior for essa corrente, maior será esse campo magnético, porém seu módulo diminui para pontos mais afastados.
ESPIRA
Agora coloquemos um fio, percorrido por uma corrente elétrica, em formato de circunferência. O cálculo do módulo do campo magnético no centro da Espira será dado por:
SOLENOIDE
Um enrolamento de fios percorridos por uma corrente elétrica. Para um solenoide infinito, o campo magnético externo é nulo, só há campo magnético no interior e seu módulo é calculado por:
O módulo do campo será proporcional ao número de espiras do enrolamento (número n de voltas dadas pelo fio).
CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE E BÚSSOLA
A Terra funciona como um gigantesco ímã (consequência das correntes elétricas existentes na parte central da Terra, constituída de ferro fundido), porém, há uma diferença em relação ao nome dos polos. Próximo ao polo norte geográfico existe o polo sul magnético e próximo ao polo sul geográfico existe o polo norte magnético. Por isso, o polo norte de uma bússola (ímã especialmente utilizado para orientação) sempre aponta para norte geográfico (sul magnético). Polos com nomes diferentes se atraem. Essas diferenças ocorrem devido a convenções (geográficas e magnéticas) distintas adotadas.
OBSERVAÇÃO
Cinturão de Van Allen
O campo magnético terrestre gera uma proteção das radiações provindas do espaço. Partículas de alta energia são deflexionadas, ou capturadas pelos dois cinturões que blindam a Terra contra as altas energias provindas do Cosmos e do Sol. Os íons de hélio trazidos pelo vento solar ficam sob influência do campo magnético terrestre e entram em movimento de espiral freneticamente, entre as regiões de campo magnético intenso próximo aos polos magnéticos do ímã Terra. Estas partículas são responsáveis pelos chamados cinturões de Van Allen que envolvem a Terra, causando o belíssimo efeito visual da aurora boreal (norte) e austral (sul).
