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ELETROMAGNETISMO REVISÃO

ELETROMAGNETISMO REVISÃO

Aprenda sobre Partículas, Condutores, Fluxo Magnético, Lei de Faraday-Lenz e Transformadores.

SOBRE UMA PARTÍCULA

Para que uma partícula sofra ação da força magnética é necessário que essa partícula possua carga, esteja dentro de uma região com campo magnético e tenha uma velocidade que não seja paralela às linhas de campo.

θ é o ângulo entre os vetores v e b. Quando os vetores são paralelos, temos que θ = 0° ou θ = 180°, lembrando que: sen(0°) 0 e sen(180°) = 0. Em consequência a força magnética é nula quando o vetor velocidade é paralelo ao vetor indução magnética (campo magnético).

A direção da força magnética será sempre perpendicular ao plano formado por v e B e podemos determina-la através da regra da mão direita:

Polegar aponta na direção e sentido da velocidade, indicador na direção e sentido do campo magnético.

Quando a carga é positiva a força tem a mesma direção e o mesmo sentido em que a mão direita daria um empurrão, ou seja, “saindo da mão”.

Caso a partícula seja negativa a força magnética tem sentido “entrando” na palma da mão.

SOBRE UM CONDUTOR

Suponha um condutor imerso em um campo magnético, sendo percorrido por uma corrente elétrica i. Atuará sobre ele uma força magnética, perpendicular ao campo e à corrente, cujo módulo pode ser calculado por:

A direção da força magnética novamente será determinada pela regra da mão esquerda, mas agora a corrente (movimento das cargas) estará no lugar da velocidade:

FLUXO MAGNÉTICO

O fluxo magnético está associado à quantidade de linhas que atravessam uma determinada área.

A unidade do Fluxo Magnético no Sistema Internacional (SI) é dada por Weber (Wb).

A reta normal à área é utilizada para determinar o ângulo θ entre às linhas de campo magnético e a “direção da área”, é fácil observar na figura acima que quando o  ângulo θ = 90° o fluxo será nulo (cos90° = 0), pois não teremos linhas de campo atravessando a superfície.

LEI DE FARADAY-LENZ

Se o fluxo magnético que atravessa um circuito fechado variar com o tempo, será gerada uma força eletromotriz induzida (tensão induzida), produzindo então uma corrente elétrica que se opõe à variação desse fluxo.

O sentido da corrente induzida pode ser resumido em:

• Polo Norte se aproximando – a corrente possui sentido anti-horário, fazendo com que a face da espira se comporte como um polo Norte, repelindo o ímã e se opondo ao aumento do fluxo magnético.

• Polo Norte se afastando – a corrente possui sentido horário, fazendo com que a face da espira se comporte como um polo Sul, atraindo o ímã e se opondo à diminuição do fluxo magnético.

• Polo Sul se aproximando – a corrente possui sentido horário, fazendo com que a face da espira se comporte como um polo Sul, repelindo o ímã e se opondo ao aumento do fluxo magnético.

• Polo Sul se afastando – a corrente possui sentido anti-horário, fazendo com que a face da espira se comporte como um polo Norte, atraindo o ímã e se opondo à diminuição do fluxo magnético.

TRANSFORMADORES

Um transformador funciona recebendo uma corrente alternada no enrolamento primário i1, que possui uma tensão eficaz U1. Essa corrente alternada gera um campo magnético variável que atravessa o enrolamento secundário, gerando uma corrente induzida, também alternada, i2, além de submeter uma tensão eficaz U2. Respeitando a conservação da energia e supondo um transformador ideal,  a potência do enrolamento primário tem que ser igual à potência do secundário, portanto:

Podemos ainda deduzir que a tensão eficaz em cada enrolamento é diretamente proporcional ao seu número de espiras. Desta maneira, se o enrolamento primário possuir U1 = 220V e N1 = 500 espiras, para o enrolamento secundário ser submetido à U2 = 110V, precisaria de N2 = 250 espiras.

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