Campos magnéticos são criados por correntes elétricas: A lei de Ampère
Вставка
- Опубліковано 20 сер 2024
- O cálculo de campos magnéticos tem grande relevância tanto para a estrutura conceitual do eletromagnetismo como para o desenvolvimento de aplicações tecnológicas do magnetismo. E uma lei que facilita muito o cálculo dos campos magnéticos é a Lei de Ampère, que eu discuto aqui nesse video.
• Acompanhe a Verve Científica nas mídias:
Verve.Cientifica
VerveCientifica
e-mail: VerveCientifica@gmail.com
O projeto Verve Científica é apoiado pela Universidade Federal de São Paulo (ICT-UNIFESP) através de seu programa de extensão universitária. Siga o canal da UNIFESP: / canalunifesp
* Este conteúdo teve a contribuição técnica e científica da Prof. Dra. Thaciana Malaspina
(CV lattes.cnpq.br/2600060786895700)
* Link para meu Curriculum Lattes: lattes.cnpq.br/...
Os conceitos que apresentei nesse vídeo podem checados em alguma das referências abaixo:
[1] University Physics: with modern physics. 13th ed., Freedman, Young, Sears and Zemansky, Addison Wesley.
[2] The Feynman Lectures on Physics, Feynman, Leighton and Sands. Basic Books.
[3] Curso de Física Básica: Mecânica (Volume 1), Nussenzveig. Blucher.
[4] Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 10th ed., Serway and Jewett, Jr., Cengage Learning.
[5] Physics. 5th ed., Walker., Pearson.
[6] Physics. 9th ed., Cutnell and Johnson, Wiley & Sons.
[7] Physics for scientists and engineers: a strategic approach with
modern physics, 4th ed., Knight, Pearson.
Algumas imagens e videos foram retiradas dos bancos Pexels e Pixabay.
www.pixabay.com
www.pexels.com
Alguns clipes/imagens foram retirados do vídeo do canal abaixo. Confira seus conteúdos de excelente qualidade!
► Canal Electric and Magnetic Fields: • Magnetic Field of a Wire
► Canal Robert Bass: • Magnetic Field Around ...
► Canal Thomas Kim: • Magnetic field around ...
► Canal Learn’nhv fun: • Magnetic field due to ...
![[UA] Team Vitality проти NAVI | IEM Cologne 2024](http://i.ytimg.com/vi/wttO1zVRTC0/mqdefault.jpg)
Didática fenomenal
Grande Joacir, muito obrigado pelo elogio! Abraço, Eudes.
legal, legal
Muito bom, vi que também existem campos magnéticos cósmicos, segundo entendi, mesmo no vácuo, julgo que ainda estão a tentar entender como isso é possível. .....
Existe muito cara bom nesse Brasil. E o rapaz do vídeo é um deles.
Obrigado!
Valeu Tiago, muito obrigado pelo seu feedback! Saiba que é bom tê-lo conosco. Sempre que puder, nos ajude a divulgar esse conteúdo (no boca-a-boca, no compartilhamento, etc). Infelizmente o algoritmo do UA-cam não favorece esse tipo de conteúdo e toda ajuda extra com a divulgação é bem vinda. Espero também que aprecie a nossa série sobre "Como Pensar como Um cientista", nesse link: ua-cam.com/play/PLijIUMs9xx0zMyhH4NuAKQu5fWF5c4tnA.html Abraço, Eudes.
Didática genial. Parabéns
Muito bom. De facto é uma duvida que tenho faz tempo. Quando usar a lei de Coulomb ou Gauss (para a electrostática) e quando usar a lei de Biot Savart ou Ampere (na magnetostica).
Manuel, obrigado pelo seu comentário e sua pergunta! O critério é muito simples: sempre que houver simetria suficiente use as Leis de Gauss e de Ampère; caso contrário necessariamente você terá que recorrer as Leis de Coulomb e Biot-Savart, usando complicados protocolos de integração direta. Grande abraço. Eudes.
Professor, tenho uma dúvida: como a Lei de Ampere seria aplicada a um fio "curto"? Do jeito que o senhor fez, o campo magnético depende apenas da corrente, mas não do comprimento do fio, e o resultado só vale para um fio "longo"
@DomRafa-jk9mk Olá Rafa, obrigado pela pergunta. No caso de um fio curto, a Lei de Ampère ainda é válida, mas a aplicação prática direta dela é mais difícil porque o campo magnético não tem uma forma simples, não é simétrico. Abraço, Eudes.
Muito obrigado
Pensando sobre a área do gráfico de B em função de r, temos algo que vai ter como unidade de medida Wb/m, correto?
A área desse gráfico, não seria exatamente o número de linhas de campo magnético em função da distância centro do fio ?
Parece coerente....
A contribuição para o aumento de linhas a medida que nos afastamos do ponto A vai diminuindo, mas mesmo que longe do ponto A ainda há linhas de campo para serem somadas.
Faz algum sentido esse raciocínio?
Ramon, a integral do campo magnético na distância de um loop, nada mais é que a corrente elétrica que atravessa esse loop. Se a área que você se refere significar algo esse algo é a corrente. Abraço, Eudes.
👍🏽👏🏽👏🏽
Professor, muito obrigado pela aula. Gostaria de tirar uma dúvida.
A equação obtida pela lei de Ampère nos dá a intensidade do campo magnético em um ponto cuja distância do fio é r, correto? Me parece uma ideia estranha falar de intensidade de campo magnético em um ponto, visto que intensidade de campo magnético é a razão do número de linhas de campo/área que concatena essas linhas.
Como um ponto que é um ente que não possui dimensão pode conter uma ideia de densidade de fluxo?
Apenas para tentar visualizar melhor, imaginei na seguinte configuração :
μ0 = 4π × 10^−7 Tesla x metro/Ampère ; corrente = 1 A e r = 1 m
Nessa configuração a intensidade do campo magnético é B = 2 x 10 ^-7 T, ou ainda, B = 2 x 10 ^-7 Wb/1m², sabendo que 1 Wb = 10^8 linhas, podemos escrever que a intensidade do campo magnético é de 20 linhas / 1m², correto?
Não consigo entender como um ponto que dista 1 m do fio pode conter essa densidade de fluxo.
Eu sei que em qualquer direção do espaço, seja r = 1, teremos o mesmo valor de B = 20 linhas / 1m².
Então pensei que talvez fizesse mais sentido dizer que do fio até o ponto r, a área delimitada pelo raio igual a 1 m (tendo como centro o ponto do fio), nessa área de 1m² temos 20 linhas de campo magnético. Isso faz algum sentido?
Na verdade essa dúvida me surgiu pensando em alguma maneira de calcular quantas linhas de campo magnético são geradas em uma área de 1m² em torno do fio quando nele passa uma corrente constante de 1 Ampère. É possível esse cálculo?
Olá Ramon, receio não ter entendido perfeitamente sua dúvida, mas deu pra perceber que há uma terminologia te confundindo: é o que quero dizer com 'intensidade'. Em eletromagnetismo intensidade normalmente é potência por unidade de área. Mas essa não é a ideia nesse contexto. A intensidade do campo magnético é meramente sua magnitude, seu módulo, assim como uma força tem um módulo, cada campo também tem e frequentemente o chamamos 'intensidade'. Abraço, Eudes.
@, muito obrigado pela resposta. Tentarei ser um pouco mais claro na minha dúvida.
No instante 2:51 deste vídeo, dentro da espira há 11 linhas de campo magnético, esse é o fluxo magnético que está dentro da espira, correto? No Sistema Internacional o fluxo magnético é dado em Weber, correto? Logo, seria coerente dizer que o fluxo magnético dentro da espira é de 11 linhas, e considerando que 1 Weber é igual a 10 000 000 linhas, o fluxo relativo a 11 linhas é 1,1 x 10 ^-7 Weber. Até aqui, as considerações estão corretas?
Agora relacionando essas 11 linhas com a área da espira, se supormos que a área da espira é de 1m², temos 1,1 x 10 ^-7 Weber em 1 m² .
Weber/ m² => T que é justamente a grandeza física que nos dá a intensidade do campo magnético na área do interior da espira, dizer então que há 11 linhas de campo magnético na região de 1 m² é o mesmo que dizer que a intensidade do campo magnético dentro da espira é de 1,1 x 10^-7 T .
Se esse raciocínio está correto (número de linhas por unidade de área), podemos pensar em uma região a direta da espira (olhando para a tela a direta da espira) e imaginar uma região do espaço que esteja alinhada com esta espira. Se formos muito para direita, de tal maneira que em uma região do espaço perpendicular a espira só adentre 1 linha de campo, como se colocássemos uma segunda espira paralela a primeira a 10 metros de distância, se essa segunda espira também tem área igual a 1m² então nessa segunda espira há apenas 1 linha de campo magnético na sua área de 1m² . Sendo assim o campo magnético no interior dessa segunda espira é 11 vezes menor. B = 1x 10 ^-7 T.
A ideia seria tentar fazer esse estudo do número de linhas de campo magnético ( uma grandeza dada em Weber) para o caso do fio retilíneo aumentando a distância indo no sentido perpendicular ao fio.
@@ramonandrade4035 Olá Ramon, seu raciocínio matemático está correto mas a noção física que o embasa não está. A noção de linhas de campo é apenas uma abstração, um elemento pictórico, que assim como as linhas de fluxo na fluidodinâmica servem apenas como apoio visual para racionalizarmos melhor um problema. Não operamos com essas linhas como se elas fossem entes físicos. Elas não são. Abraço, Eudes.