Força Magnético sobre um Condutor Transportando Corrente-2023-2

FÍSICA C Professora Leticia S Maioli leticiamaioliutfpredubr Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Medianeira 20232 Horário das aulas 2N1 2N2 e 4N4 4N5 Força magnético sobre um condutor transportando corrente 2 Força Magnética sobre um condutor conduzindo corrente 3 Força Magnética sobre um condutor conduzindo corrente 𝐹 𝐼 𝑙 𝐵 Força total sobre todas as cargas que se movem nesse segmento do fio 4 Força Magnética sobre um condutor conduzindo corrente Ԧ𝐹 𝐼Ԧ𝑙 𝐵 Atenção Corrente não é vetor 5 Força Magnética sobre um condutor conduzindo corrente 6 Força Magnética sobre um condutor conduzindo corrente 𝑑 Ԧ𝐹 𝐼 𝑑Ԧ𝑙 𝐵 Ԧ𝐹 𝐼 න 𝑎 𝑏 𝑑Ԧ𝑙 𝐵 Força magnética sobre um segmento de fio muito pequeno 𝑑Ԧ𝑙 de formato arbitrário Exemplo 5 Uma barra de cobre retilínea conduz uma corrente de 500 A de oeste para leste em uma região entre os polos de um grande eletroímã Nessa região existe um campo magnético no plano horizontal orientado para o nordeste ou seja considerando uma rotação de 45 a nordeste com módulo igual a 120 T a Determine o módulo a direção e o sentido da força magnética que atua sobre uma seção de 100 m da barra b Mantendose a barra no plano horizontal como ela deve ser orientada para que o módulo da força seja máximo Qual é o módulo da força nesse caso B 120 T I 500 A Exemplo 6 Figura 2730 Qual é a força magnética total sobre o condutor 10 Força e Torque sobre uma espira de corrente A força resultante sobre uma espira de corrente em um campo magnético uniforme é igual a zero Contudo o torque 𝜏 resultante geralmente é diferente de zero 𝜏𝑚𝑎𝑥 𝐼𝐴𝐵 11 Força e Torque sobre uma espira de corrente 𝜏 𝐼𝐵𝐴 sen 𝜃 Ԧ𝜏 𝐼 Ԧ𝐴 𝐵 O torque tende a girar a espira na direção de 𝜃 decrescente ou seja em direção à posição de equilíbrio estável 𝜃 0 Suponha agora que a espira seja girada de modo que a linha normal ao plano da espira faça um ângulo de 𝜃 com o campo magnético uniforme 12 Força e Torque sobre uma espira de corrente Momento de dipolo magnético Ԧ𝜇 𝐼 Ԧ𝐴 Torque sobre um momento magnético em um campo magnético Ԧ𝜏 Ԧ𝜇 𝐵 13 Força e Torque sobre uma espira de corrente Espiras e Bobinas Todas as relações anteriores são igualmente válidas para uma espira de corrente plana de qualquer forma 14 Força e Torque sobre uma espira de corrente Espiras e Bobinas Para uma bobina formada por um conjunto de N espiras planas agrupadas de modo compacto cada uma transportando a mesma corrente e tendo a mesma área Ԧ𝜇 𝑁 𝐼 Ԧ𝐴 𝜏 𝑁 𝐼𝐴𝐵 sen 𝜃 Solenóide é um enrolamento helicoidal de um fio quando é compacto pode ser aproximado por muitas espiras circulares situadas em planos perpendiculares ao eixo longitudinal do cilindro Figura ao lado 15 Exemplo 2 Young Freedman 14ª ed Pag 242 Exemplo 279 16 Exemplo 3 Um anel circular de raio 𝑅 massa 𝑚 e corrente 𝐼 está em uma superfície horizontal Há um campo magnético horizontal 𝐵 Qual o valor máximo da corrente 𝐼 antes que um dos lados do anel decole da superfície Ԧ𝜏𝐵 Ԧ𝜇 𝐵 𝜏𝐵 𝜇𝐵 𝑠𝑒𝑛 90 𝐼𝐴𝐵 𝐼𝜋𝑅2𝐵 𝜏𝑔 𝑚𝑔𝑅 𝜏𝐵 𝐼𝜋𝑅2𝐵 𝑚𝑔𝑅 𝐼 𝑚𝑔 𝜋𝑅𝐵 Torque magnético Torque gravitacional