Força, materiais e dispositivos magneticos

Força, materiais e dispositivos magneticos

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EscolaPolitécnicade Pernambuco-Notasde aula de Eletromagnetismo2 –Prof. Helder A. Pereira

1. Forças devido aos ca mpos magnéticos.

2.Torque e momento magnéticos.

3.Dipolo magnético.

4.Magnetização em materiais.

5.Classificação dos materiais magnéticos.

6.Condições de fronteira magnéticas.

7.Indutores e indutâncias.

8. Energia magnética. 9. Circuitos magnéticos.

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Forças devido aos campos magnéticos

•Hápelo menos três maneiras da força provocada por campos magnéticos se manifestar:

1.Movimento de partículas carregadas submetidas a um campo magnético externo.

2.Presença de um elemento de corrente em um campo magnético externo.

3.Interação entre dois elementos de corrente.

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1.Força sobre partícula carregada:

–Um campo magnético pode exercer força somente sobre uma carga em movimento.

–Desse modo, a força magnética experimentada por uma carga Qem movimento, com velocidade uem um campo magnético B, édada por sendo perpendicular àdireção da velocidade e àdo campo magnético, portanto, não realiza trabalho.

BuQF m

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–Para uma carga Qem movimento, na presença de um campo elétrico e de um campo magnético simultaneamente, a força total sobre a carga édada por

BuEQF

BuQEQFFF me

Equação da forçade Lorentz

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2.Força sobre um elemento de corrente:

–Para determinarmos a força sobre um elemento de corrente

Idl, devido a um campo magnético externo B, partimos das seg uintes expressões

–Uma carga elementar dQ, se movimentando com uma velocidade u, éequivalente a um elemento de corrente de condução Idl.

BuQF udQ dt ld dQld dQ lId

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–Portanto, temos que caso a corrente Ipercorra um caminho fechado L, ou um circ uito.

–Devemos ter em mente que o campo magnético produzido pelo elemento de corrente Idlnão exerce força sobre ele mes mo.

–O campo B, que exerce força sobre Idl,deve ser gerado por um outro elemento, ou seja, Béexterno ao elemento de corrente Idl.

L BlIdF

BlIdBudQFd m m

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–Se, ao invés do elemento de corrente em uma linha (Idl), tivermos elementos de corrente em uma superfície (KdS) ou em um volume (Jdv), temos que

BdvJFd BdSKFd m m

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3.Força entre dois elementos de corrente:

–De acordo com a lei de Biot-Savart, ambos os elementos de corrente geram campos magnéticos.

–Dessa forma, podemos determinar a força d(dF1 )sobre o elemento I1 dl1 devido ao campo dB2 , gerado pelo elemento de corrente I2 dl2 .

Figura 1

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–Dessa forma, as densidades de fluxo magnético geradas pelos elementos de correntes são dadas por

–Portanto, as forças exercidas pelos campos externos nos elementos de corrente são dadas por e 4 µpiµ pi R

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