Aula 2: Eletromagnetismo

Olá pessoal é o seguinte até o final do século 19 existiam praticamente Dois Mundos um da eletricidade que eu representei aqui simpaticamente por esse mundo azulzinho aonde a gente estudava lá toda a parte de circuito elétrico de resistores não é isso Nós aprendemos tudo isso na nossa eletrodinâmica até aí nenhuma novidade certo beleza só que aí a gente descobriu na última vídeo aula outro mundo que eu coloquei aqui de verdinho e é o nosso magnetismo e até então se achava aqui eram dois mundos distintos dois mundos que não haviam nenhum tipo de conexão Porque Nós

aprendemos lá na vídeo aula de magnetismo que eles até tentavam as a carga elétrica da eletricidade com carga magnética no magnetismo e também não deu certo também tentaram é achar a ideia de monopólios magnéticos lembra lá e que também não deu certo aí você para a habilidade dos polos o que também não deu certo isso fez com que criasse então numa barreira dividindo esses dois mundos Então até o momento se acreditava que existia o mundo eletricidade e o mundo magnetismo então entrou um cara muito simpático muito charmoso chamado Oster ele começou a olhar esses dois

mundos com outros olhos eu diria e a partir de então ele descobriu o que foi o link para unir esses dois mundos na verdade como tudo na ciência Nem tudo é programado o experimento e não foi programado foi por acaso você sabe o que que esse camarada fez galerinha ele liga um circuito elétrico né e ele começou a observar que uma bússola ela sofria uma certa deflexão quando estava próxima do Fio Então na verdade foi por acaso e ele pensou o seguinte gente vai ser essa bússula tá sofrendo uma certa deflexão tá rotacionando ela só

pode estar sendo alterada por efeito magnéticos Então qual que é a conclusão que ele chegou à conclusão que ele chegou é que o que estava causando aquela de flexão na bússola era a passagem de corrente elétrica pelo fio Olha que legal galerinha isso foi o pontapé para o início do mundo que eu diria verde e azul que é o mundo do nosso eletromagnetismo e o que que esse camarada conseguiu associar ele conseguiu associar o seguinte que o fato de eu fazer percorrer corrente elétrica em um fio eu crio ao redor dele o que uma perturbação

semelhante a um campo magnético Ou seja eu consigo criar um campo magnético ao redor do mundo e o fazendo passar por ele uma corrente elétrica Olha que legal e agora como a gente está estudando efeitos magnéticos criados a partir da passagem de uma corrente elétrica Nós entramos Então nesse mundo chamado de eletromagnetismo o pior ter no seu experimento percebeu foi o seguinte quando essa chavinha estava desligada avulso lá não a deflexão e quando a chavinha estava ligada fazendo então percorrer corrente havia então uma perturbação na orientação da bússola e com isso ele associou então a

ideia de eletricidade e magnetismo unindo esses dois mundos muito legal né gente é demais estudar física se você quiser ler um pouquinho mais sobre experimento dele ele está lá na página 120 do seu livro tá bom galerinha Então veja o seguinte qual que é a correlação que a gente chega nesse momento a gente chega o seguinte ó que todo corpo que possui massa matéria ele cria ao redor de si o que um campo gravitacional e eu uso uma um corpo de prova que é um corpo de massa M qualquer e quando submerso nessa região de

Campo vai aparecer sobre ele que tipo de é uma força de atração chamada de força gravitacional de modo semelhante nossa mente vamos lá na eletricidade que ao redor de uma carga elétrica eu creio em torno dela uma perturbação no espaço chamada de campo elétrico e qualquer carinha de prova lembra lá qualquer carinha que eu coloco nessa região de Campo vai atuar sobre ela o que uma força de natureza elétrica que ao contrário da gravitacional aqui pode ser de atração ou repulsão lembram disso beleza O que que tem de novo agora o que tem de novo

agora é aqui quando eu faço percorrer uma corrente em um fio o que que vai criar em torno desse fio um campo magnético com qual é o meu corpo de prova quem que eu uso para comprovar a existência desse campo magnético A Bússola exatamente então a bússola é para mim o que seria a carga na no campo elétrico e o que seria o corpinho de massa M no campo gravitacional conseguiu fazer a associação então o que que eu preciso que você entenda que o campo magnético ele não é só criado pela magnetita por aquela pedra

de neófito de ferro que a gente estudou na vídeo aula passada o campo magnético ele também pode ser criado agora pela passagem de corrente elétrica em fechou a ideia Beleza então agora o que que nós vamos fazer nós vamos estudar então esse campo nós vamos começar a estudar o a configuração esse arranjo que acontece em torno do fio para isso nós temos uma regrinha que é chamada regrinha da mão direita galerinha Qual que é a mão que a gente vai usar nessa vídeo aula é amor e a direita se por acaso no processo seletivo você

vê o coleguinha usando a mão esquerda comemore tá bom porque é a mão direita existe até uma regrinha assim da mão esquerda mas ela é muito mais confusa e didaticamente falando essa daqui é bem mais fácil certeza que vocês vão aprender e vão ficar fera nisso tá bom bom vamos lá então como qualquer ideia a ideia é o seguinte você tem que ter uma visão agora meio que 3D da coisa tá bom Eu até tentei fazer essa Associação aqui neste desenho que eu tenho um rio tá é retilíneo longo e eu tô fazendo passar uma

corrente por ele tá bom que eu defini o sentido da corrente por esse por esse vetor e aqui tá bom para definir um plano eu coloquei aqui uma como se fosse uma folha né para ficar mais fácil de vocês enxergarem esse plano Tá bom o que que nós vamos fazer agora vou pegar a mãozinha direita colocar o Polegar no sentido da corrente tá bom e nós vamos envolver o fio com as com os dedos Então veja que o seu polegar vai estar no sentido da corrente e os seus dedos vão envolver esse fio quando você

fizer isso a orientação dos seus dedos conforme eu estou mostrando representando aqui por uma caneta o fechamento dos seus dedos irá indicar então a orientação do campo magnético Ou seja você tá representando Então as linhas de indução do campo magnético e o vetor campo magnético ele será tangente a essa a essas linhas de indução é semelhante àquela representação de linhas de campo elétrico que a gente não fazia entrando saindo len é só que agora aqui como nós geometria do nosso fio é circular né é como se fosse um cilindro extenso você vai ter então é

círculos concêntricos né e toda a extensão do fio e a e o seu vetor campo magnético ele estará sempre tangente a qualquer ponto que você queira analisar então por exemplo essa orientação aqui ó circular aqui eu defini a partir da regra da mão direita certo se eu quiser saber agora a orientação do meu vetor campo magnético basta desenhar um ponto e traçam uma uma certa né que seria o meu vetor tangente a esse ponto Então nesse ponto meu vetor B tá aqui nesse ponto meu vetor B tá para cá e nesse ponto meu corretor ver

tá saindo né Desse plano o nosso campo magnético aqui assim como no outro que nós estudamos na outra vídeo aula e lhe será dado em unidades do esse que é o nosso Tesla Além disso eu não vou é atribuir nessa aula dados quantitativos mas a gente vai fazer uma abordagem qualitativa dos fatores que alteram a intensidade desse campo magnético e vai ficar bem fácil de entender porque a intensidade desse campo magnético gerado nesse fio vai depender do que é óbvio que vai depender da intensidade dessa corrente lembra que é a corrente que faz gerar o

campo magnético Ótimo então esse vetorzinho B né a intensidade do campo magnético gerado em torno de um fio ele será diretamente proporcional à intensidade da corrente que o percorre e se forma inversa né esse campo vai variar com a distância porque se eu pegar pontos mais distantes desse fio o que que vai acontecer com a intensidade das linhas de indução magnética vai diminuir consequentemente a intensidade do campo magnético também vai diminuir então a gente disse que a intensidade do campo ela é inversamente proporcional com a distância ou seja seu aumento a distância diminui o campo

magnético o que Teoricamente É bem intuitivo certo talvez a única novidade aqui seria que a intensidade do campo também depende do meio na qual esse filme está imersa galerinha essa constante aqui representada por me zero é a permeabilidade magnética do Meio Normalmente quando ela vem com esse zerinho Isso é uma constante o pisca do vácuo dificilmente você vai pegar um fio e merge ele na água por exemplo mas eu quero que você entenda o seguinte o meio vai perturbar vai interferir o campo magnético vai então Quais são os três fatores que alteram a intensidade do

campo magnético em um fio né do campo magnético produzido por um fio retilíneo quais são primeiro intensidade da corrente segunda a distância conquistou no fio terceiro o meio na qual esse fio está em pé fechou a ideia Beleza então essas características que eu comentei com vocês instalar na equação Zinha descrita na página 122 do seu livro ele está lá descrito de forma matemática mas aqui eu discutir de forma qualitativa Teoricamente nós estamos falando da mesma coisa pessoal a ideia Ótimo então agora o que que eu vou fazer e eu vou olhar esse fio retilíneo de

dois ponto de vista porque normalmente esses tipos de questões bem cobrado é de vocês alterando o ponto de análise Então a primeira coisa que eu vou fazer o seguinte nós vamos analisar esse campo magnético sob o ponto de vista de quem tá olhando de cima Antes de nós darmos continuidade a esse a esses tudo eu preciso que você entenda o seguinte a partir de agora nós estamos falando de Vetor E para isso nós temos uma simbologia que eu preciso que fique bem claro para você primeiro eu vou considerar aqui uma certa para um observador né

que está de frente para seta ele veria a pontinha que é o centro da seta né e o contorno dela que seria essa parte circular então para um observador que tá vendo essa seta chegando nessa flecha tá chegando né ele ver essa essa imagem para um observador que tá de trás da seta né quem tá olhando daqui ele vai ver o que ele vai ver um X formado pela parte de trás da seta então o que que eu preciso que fique bem claro para vocês eu preciso que vocês entendam o seguinte quando você olha para

essa notação aqui o vetor está entrando nessa página porque você tá vendo a bundinha dá certo certo para quem ver esta simbologia aqui Você está vendo o vetor saindo da certa porque aqui você tá vendo a pontinha da Serra conseguiu entender então essa nomenclatura será usada a partir de agora tá bom para uma visão superior né dessa situação aqui eu teria e eu teria Então essa representação aqui ó então aqui tá o meu filho certo a minha corrente ela tá saindo aqui Tranquilo então se eu representar as linhas de indução aqui do campo magnético ela

seria representada por essa linha cor laranja aqui certo e o meu vetor campo magnético a eu disse que ele será tangente a essa linha então por exemplo se eu quero nesse ponto meu vetor campo magnético tá para cima nesse ponto meu vetor campo magnético está para esquerda nesse ponto o campo magnético está para baixo nesse ponto para a direita conseguiu entender ele tá companhando as linhas de indução do campo magnético que são linhas simbólicas que a gente utiliza para nos orientarmos quanto a sentido e direção do vetor campo magnético conseguiu entender ótima daí o e

pode te pedir mais além disso bom lembra que o experimento de Oster era a percepção da agulha da bússola modificada em virtude da presença do campo magnético criado por corrente ótimo Então como que eles podem te cobrar essas questões Normalmente eles tiverem uma visão superior do fio e te pergunta qual seria a orientação de uma bússola então colocada próxima esse fio bom você tem que entender o seguinte o norte da bússola que aqui é representada pela parte vermelha ela sempre acompanhará a direção e sentido do vetor campo magnético Então se o campo magnético aqui tá

para cima a minha bússola estará orientada para cima então se eu fosse colocar uma bússola agora nesse segundo. Aqui ela estaria para esquerda nesse terceiro. Aqui o vermelhinho dabus e para baixo e aqui embaixo estaria para a direita conseguiu entender então essa seria a representação das posições da Agulha de uma bússola em virtude da presença do campo magnético gerado por esse fio numa visão superior conseguiu entender Ótimo então agora o que que a gente vai fazer nós vamos fazer a visão lateral que que seria isso é a visão de frente tá bom para isso eu

vou representar aqui ó novamente meu fio tá bom E aí eu vou usar novamente a regra da mão direita vou colocar o Polegar no sentido da corrente e vou abraçar esse fio quando eu faço isso eu observo que o campo magnético ele estará saindo desse lado do fio e eu vou estender essa simbologia para tudo esse lado que para não a carregar eu vou encher de. Tá bom o que tá indicando que o vetor campo magnético ele tá envolvendo esse fio mas saindo desse lado então se ele sai desse lado ele contorna aí entra desse

lado que eu vou representar por um por uma bolinha com um tiro aqui eu vou em preencher com um x para dizer que tá entrando ótimo Então essa é a representação do campo magnético por uma visão lateral do Fio conseguiu entender ótimo Então como que eu representaria aqui a minha bússola bom a minha bússola acompanha o campo certo então se eu representar aqui visualmente eu sei que o campo ele tá saindo daqui e tá entrando aqui então o meu norte da minha bússola ele vai acompanhar o segmento da linha de indução do campo certo então

a minha bússola estaria orientada a direita então uma vez que a gente já entendeu é o que ocorre com o campo magnético criado por um fio nós vamos fazer agora o estudo de uma espira bens expira o que que é expira galerinha inspira é você pegar um fio retilíneo e amassar ele né como se fosse um cilindro né a massa ele e ele vai ter então a parte circula certo isso é uma espira quando você tem um fio dado só uma volta em uma coisa circular Tá bom então o que a gente vai fazer aqui

nós vamos fazer percorrer uma corrente então aqui eu vou adotar primeiramente o estudo no sentido horário e normalmente as questões pedem para você analisar o campo magnético criado no centro da espira tá bom para isso o que que você vai fazer você vai usar novamente é feita Mas agora você vai falar o seguinte você vai escolher um ponto escolhe por exemplo esse ponto aqui Imagine que nesse trajeto Eu tenho um fio retilíneo Então você vai colocar o seu dedinho da mão direita né o seu polegar no sentido da corrente e quando você fechar sua mão

envolvendo o fio você vai perceber então que o campo vai entrar aqui no centro e vai sair do lado de fora porque seria a orientação dos seus dedos quando você envolve o fio conseguiu entender ótimo da mesma forma que se eu inverter o sentido da corrente e analisar o mesmo ponto Agora o seu polegar ficará de cabeça para baixo e quando você fecha a mão envolvendo o fio você verá então que eu vou ter essa simbologia de Campos saindo do centro da espira e quais são os fatores que alteram essa intensidade do campo magnético aqui

na minha inspira galerinha da mesma forma que a gente estudou lá no fio retilíneo você vai ver e os fatores que alteram são a intensidade da corrente agora eu não tenho distância mas eu tenho raio Então vai depender do raio da espira e também vai depender do meio da qual ela está inversa conseguiu entender aqui como a única diferença da do Fio retilíneo para espira é quando eu fecho o arco né e crio então uma esfera então eu vou trocar o r poder Tá bom então das mesmas características discutiu anteriormente é válido para aqui também

daí você poderia me perguntar beijo mas se estuda espiras na verdade você estuda inspira para poder entender o que é uma bobina e também a gente chama de solenoide aqui eu tenho um cilindro de Ferro tá e eu dei várias voltas de fio nele e se eu pegar o fio ideia é uma volta aqui Você concorda que eu tenho uma espira só que agora eu tenho em espiras certo eu dei várias voltas desse fio nesse cilindros vinho de Ferro nesse núcleo de ferro que a gente chama tá bom e agora a gente vai estudar as

características do campo magnético nesse dispositivo a primeira coisa regrinha da mão direita coloca o dedinho o Polegar no sentido da corrente envolve a sua mão no fio quando você envolver a mão no fio você vai perceber que as linhas de indução do campo magnético vão estar passando da direita para esquerda tá bom E se eu acompanhar o desenho aqui eu vou ter esse comportamento eu voltei as linhas de indução tô saindo e entrando né e dentro do cilindro Zinho dentro do núcleo de Ferro ela tem a orientação da direita para a esquerda tá bom se

eu quiser saber aqui então a direção e o sentido do campo magnético basta escolher um ponto e fazer um vetor tangente a esse ponto das linhas de indução que eu voltei Então o meu vetor campo magnético para você definir a direção dessas linhas de indução do campo magnético você pode escolher qualquer ponto do Fio não necessariamente aqui na entrada o resultado será o mesmo a ideia aqui é que se eu colocar então uma bússola nessa parte daqui ó do meu da minha bobina eu vou observar o seguinte expliquei anteriormente que a parte vermelha né o

norte magnético da bússola ela sempre vai direcionar o vestido do campo magnético Se eu colocar uma bússola agora nessa parte de trás aqui da minha bobina eu voltei novamente a pontinha vermelha direcionando para esquerda Qual que é o interessante desse sistema O interessante é o seguinte você tá vendo que aqui eu tenho a parte do Sul magnético da bússola certo isso significa que o que ela tá vendo nessa Face aqui é algo norte magnético certo da mesma forma que aqui eu tenho o norte magnético da bússola provavelmente ela tá olhando Uma fácil que tu magnético

o que que eu quero dizer com isso o que eu quero dizer com isso é o seguinte quando você tem uma bobina você tem na verdade o que nós chamamos de eletroimã Ou seja eu tenho uma criado a partir da passagem de corrente elétrica é porque eu tenho uma Face aqui ó com polaridade nortes e eu tenho uma Face com polaridade Sul como que eu sei disso quando eu coloco a bússola eu vejo o direcionamento da parte norte dela né e da parte isso dela me mostrando as faces de cada lado do meu eletroimã quando

você tem lá o seu dispositivo Quando você compra lá a sua bobina você pode então analisar comigo Quais são os fatores que vão alterar a intensidade desse Campo porque eu posso ter um campo maior eu posso ter um campo menor tá e não necessariamente você vai ver comigo agora que eu preciso ter uma bobina Grande para ter um campo magnético intenso Porque como a gente já discutiu para o fio e para expira a intensidade do campo depende da corrente é diretamente proporcional ao seu aumento corrente o continente eu vou aumentar a intensidade do campo Beleza

mas agora aqui entra o fator cumprimento quanto mais comprida for a minha bobina eu tenho uma redução do meu campo magnético porque ele é inversamente proporcional ao comprimento da bobina ou seja quanto mais curtinha quanto mais voltas eu consegui dar no fio concentrada no espaço menor eu vou ter uma amplificação um aumento de intensidade do meu campo magnético tá bom Da mesma forma que foi na inspire no fio a intensidade do campo defender a dor meio exatamente e aqui como a gente está falando de voltas né que eu tô dando no fio Ela será diretamente

proporcional ao número de voltas que eu dou no meu cilindro de Ferro né no meu núcleo de Ferro quanto mais voltas eu dou mais eu penso eu consigo fazer então com que com que seja o meu campo magnético tá bom galerinha esses fatores aqui e eu discutir de forma qualitativa com vocês estão na equação Zinha que aparece lá na página 124 do livro de vocês espero que vocês tenham entendido na próxima vídeo aula a gente vai compreender agora fatores que alteram a força magnética que atua sobre uma carninha emersa em um campo magnético tá bom

espero vocês forte abraço Se cuidem estou morrendo de saudade de você é E aí