Elemento de corrente

Os elétrons em movimento formam uma corrente elétrica. Chamamos de elemento de corrente, a quantidade de cargas elétricas que atravessa ortogonalmente alguma porção do condutor, em algum intervalo de tempo. A direção deste vetor é a mesma do deslocamento das cargas. A unidade de intensidade de corrente elétrica no SI é Ampere \((A = \frac{C}{s})\).

Permeabilidade magnética \((\mu)\)

É uma constante de proporcionalidade, que depende do material do objeto estudado. É usada no cálculo da força que age em um elemento de corrente na presença de um campo magnético. A permeabilidade do vácuo (ausência de matéria), representada por \(\mu_0\) , vale: $$\mu_0 = 4 \pi 10^{-7} \frac{Tm}{A}$$ lembrando que \(\pi\) vale aproximadamente 3,14.

Força de Lorentz

É a força magnética \(\vec{F_m}\) que age sobre uma partícula eletrizada com carga positiva \(q\) quando a partícula se move com velocidade \(\vec{v}\) na região de um campo magnético \(B\) . Esta força tem as seguintes características:

Direção

Perpendicular ao plano determinado por \(\vec{v}\) e \(\vec{B}\) .

Sentido

É dado pela "regra da mão direita". E se a carga \(q\) for positiva, o sentido da força é contrário ao obtido pela regra se a carga for negativa;

Intensidade

É dado por: $$F_m = q v B ~sen(\theta)$$ onde \(\theta\) é o angulo entre o vetor \(\vec{v}\) e \(\vec{B}\) .

Aplicações da força magnética

Cargas num campo magnético

Uma carga em movimento em um campo magnético uniforme sofre uma força que é sempre perpendicular a velocidade. A trajetória desta carga será uma circunferência e a força centrípeta é a própria força magnética. No caso de uma partícula carregada de massa \(m\) e carga de valor absoluto \(|q|\) , se movendo com velocidade \(\vec{v}\) perpendicular a um campo magnético uniforme \(B\) , o raio da trajetória circular será: $$r = \frac{m v }{ q B}$$

Condutor num campo magnético

Para um condutor linear, de comprimento \(L\) , percorrido por uma corrente de intensidade \(i\) , mergulhado em um campo magnético uniforme \(\vec{B}\) , com \(\theta\) sendo o ângulo entre o condutor e \(\vec{B}\) , a força magnética será dada por: $$F_m = i B L ~ sen(\theta)$$

Força entre condutores

Considere um fio longo, percorrido por uma corrente elétrica. Considere um elemento de corrente nas proximidades deste fio e paralelo a este. Constata-se experimentalmente que o elemento de corrente fica sujeito à ação de uma força que apresenta as seguintes características:

1

A força é atrativa se os sentidos da corrente que percorre o fio e do elemento de corrente são iguais e repulsiva quando esses sentidos são opostos;

2

A intensidade da força é diretamente proporcional ao produto da intensidade da corrente que percorre o fio pelo módulo do elemento de corrente e inversamente proporcional à distância que os separa.

Regra da Mão Direita

Efeito Hall