Forca-Magnetica-em-Fios-Corrente-Eletrica-e-Campo-Magnetico-Halliday-28

Força magnética sobre fios Halliday capítulo 28 Como podemos mover um fio sem tocálo httpswwwyoutubecomwatchvF1PWnu01IQg A corrente elétrica é a quantidade de carga que passa numa sessão reta do fio num intervalo de tempo t isto é 𝑖 𝑁𝑒 𝑡 N é o número de elétrons que passa no fio A velocidade de deriva 𝑣𝑑 pode ser calculada como 𝑣𝑑 Τ 𝐿 𝑡 onde L é o comprimento do fio Portanto 𝐹 𝑖 Δ𝑡 𝐿 Δ𝑡 𝐵 𝐹 𝑖𝐿𝐵 No caso geral Ԧ𝐹 𝑖 𝐿 𝐵 o módulo será 𝐹 𝑖 𝐿 𝐵 𝑠𝑒𝑛𝜃 O campo magnético é capaz de exercer uma força sobre um fio com corrente elétrica A corrente elétrica é o resultado do movimento dos elétrons livres dentro do condutor A força que aparece no fio será a soma de todas as forças que atuam sobre cada um desses elétrons Para simplificar vamos supor que o campo magnético é uniforme e forma um ângulo de 90 com a corrente elétrica O módulo força sobre um elétron é 𝑓𝑖 𝑒 𝑣𝑑 𝐵 onde 𝑒 é o módulo da carga do elétron e 𝑣𝑑 é a velocidade de deriva do elétron dentro do fio O módulo da força total será 𝐹 σ𝑖 𝑓𝑖 𝑁 𝑒 𝑣𝑑 𝐵 Antes da descoberta do elétron convencionouse que a corrente elétrica corresponde ao movimento de cargas positivas Sabemos que isso não corresponde à realidade pois são os elétrons cargas negativas que se movem no fio Para evitar confusão no sentido da força é mais fácil considerar a convenção usada para a corrente A força terá a mesma direção e sentido usado no movimento de carga positiva no campo magnético Os dedos apontam na direção da corrente o campo magnético corresponde a palma da mão o dedão dará o sentido e direção da força magnética sobre o fio com corrente I Quando o fio não é retilíneo devemos dividir o fios em pequenos pedaços 𝑑𝐿 calcular a força 𝑑 Ԧ𝐹 sobre cada pedaço e depois somar as forças de cada pedaço integrar Ԧ𝐹 𝑖 𝐿 𝐵 𝑑 Ԧ𝐹 𝑖 𝑑𝐿 𝐵 Ԧ𝐹 𝑑 Ԧ𝐹 Importante a força magnética sobre um fio de formato qualquer é facilmente calculada se o mesmo estiver em um campo magnético uniforme A força sobre o fio curvilíneo AB é igual à força sobre o fio reto AB Isto é substituímos o fio curvo AB pelo fio reto AB Exercícios 43 Uma bobina de uma espira percorrida por uma corrente de 400 A tem a forma de um triângulo retângulo cujos lados medem 500 120 e 130 cm A bobina é submetida a um campo magnético uniforme de módulo 750 mT paralelo à corrente no lado de 130 cm Determine o módulo da força magnética a no lado de 130 cm b no lado de 500 cm c no lado de 120 cm d Determine a força total que o campo magnético exerce sobre a espira Calcule a força magnética resultante sobre o pedaço de fio através do qual passa uma corrente elétrica estacionária de intensidade I 200A composto por dois segmentos retilíneos de comprimento L muito grande e uma semicircunferência de círculo de raio a 300cm na presença de um campo magnético uniforme e estacionário 𝐵 𝐵0Ԧ𝑗 𝐵0 150T Exercício extra Se não der tempo do exercício ser resolvido em aula o mesmo deve ser incluso na relação de exercícios propostos 42 O fio dobrado da Fig 2841 está submetido a um campo magnético uniforme Cada trecho retilíneo tem 20 m de comprimento e faz um ângulo θ 60 com o eixo x O fio é percorrido por uma corrente de 20 A Qual é a força que o campo magnético exerce sobre o fio em termos dos vetores unitários se o campo magnético é a 40k T b 40î T Figura 2841 Problema 42 a i 0467 A b da esquerda para a direita Ԧ𝐹 250 103 Ƹ𝑗 0750 103𝑘 𝑁 Considere a espira ABCDA mostrada na figura abaixo Ela é percorrida em sentido antihorário por uma corrente de intensidade 𝐼 10 A e imersa em uma região de campo magnético uniforme 𝐵 de módulo igual a 40 mT Calcule a força magnética nos segmentos curvos BA e DC da espira sabendo que 𝑅 15 m e 𝑟 060 m B 𝑩 R C r A D I y x Resp Ԧ𝐹𝐵𝐴 60 Ԧ𝑖 60 Ԧ𝑗 103 N Ԧ𝐹𝐷𝐶 24 Ԧ𝑖 24 Ԧ𝑗 103 N