Post on 04-Jul-2015
Campo magnético
• Espectros magnéticos e linhas
de campo magnético
• Electromagnetismo
• Acção de campos magnéticos
sobre cargas eléctricas em
movimento
• Aplicações
• Campo magnético terrestre
Espectros magnéticos e linhas
de campo magnético
Espectro magnético de um íman
em forma de barra.
Orientação das linhas de campo
magnético.
Campo magnético criado por
um condutor filiforme longo
O campo magnético criado por uma corrente eléctrica
de intensidade I é perpendicular em relação a esta.
O sentido do campo magnético é dado pela regra da mão direita,
ou pela regra da progressão do saca – rolhas, ou pela regra do
observador de Ampère.
Campo magnético criado numa
espira
Numa espira, o campo magnético é criado por pequenos
elementos de corrente eléctrica.
O campo magnético é perpendicular a cada um
desses elementos de corrente.
Campo magnético criado por
um solenóide
O campo magnético criado no interior de um solenóide é uniforme.
Interacção electromagnética
A espira vai ser atraída ou repelida pelo íman,
conforme o sentido da corrente eléctrica que a percorre.
Indução electromagnética
O sentido da corrente
eléctrica induzida na
espira depende do
movimento do íman e
do pólo magnético
mais próximo dela.
Características da força
magnética (Fm)• Direcção: perpendicular em relação ao
plano definido por v e B.
• Sentido:
- se q > 0, é dado pela regra da mão
direita.
- se q < 0, é o sentido oposto em relação
ao dado pela regra da mão direita.
• Intensidade ou módulo:
- menor ângulo descrito entre v e B.
Carga eléctrica em movimento num
campo magnético uniforme
v com a mesma direcção de B
Fm = 0
Movimento rectilíneo uniforme
Carga eléctrica em movimento num
campo magnético uniforme
Vista a partir de um determinado
ângulo em relação ao plano do
movimento da carga eléctrica.
Vista de cima em relação ao
plano do movimento da
carga eléctrica.
v perpendicular a B
Fm tem módulo máximo e é perpendicular
em relação a v
Movimento circular uniforme
Carga eléctrica em movimento num
campo magnético uniforme
v descreve um ângulo
em relação a B
Movimento composto:
Rectilíneo uniforme na
direcção de B e circular
uniforme no plano
perpendicular a B
Trajectória helicoidal
Funcionamento do
espectrómetro de massa • Formação de iões positivos da amostra numa câmara de
ionização.
• Aceleração dos iões positivos, aquando da sua passagem por uma região onde é criado um campo
eléctrico uniforme E0.
• Passagem dos iões positivos por um filtro de velocidades.
• Passagem dos iões positivos por uma região onde é criado um campo magnético uniforme B2 perpendicular em relação à velocidade de propagação dos iões.
• Movimento circular uniforme dos iões, que descrevem trajectórias de raios diferentes, tendo em conta a razão entre a massa e a carga dos mesmos.
• Detecção dos iões separados numa chapa fotográfica.
Experiência de Thomson
• Ionização de um gás rarefeito, por aplicação de uma diferença de potencial.
• Emissão de um feixe de electrões a partir do cátodo.
• Aceleração do feixe de electrões por aplicação de uma diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo.
• Passagem do feixe de electrões por duas fendas colimadoras.
• Passagem do feixe de electrões por uma região onde são criados um campo eléctrico e um campo magnético uniformes, mutuamente perpendiculares entre si e em relação à velocidade de propagação do feixe.
• Movimento rectilíneo uniforme do feixe de electrões, que irá colidir
num alvo que possui uma película fluorescente.
• Deflexão do feixe de electrões, quando se desliga a fonte de campo magnético, por acção do campo eléctrico perpendicular em relação à direcção de propagação do feixe.
• Determinação da deflexão sofrida pelo feixe em relação ao ponto de impacto obtido aquando da acção conjunta do campo eléctrico e magnético.
Funcionamento do ciclotrão
• Cargas eléctricas são lançadas com uma pequena velocidade a partir de uma fonte colocada no centro do aparelho, no instante em que o campo eléctrico aponta no sentido de do “dê” D2 para D1.
• O campo eléctrico acelera as cargas eléctricas, que entram em D1
com uma velocidade perpendicular ao campo magnético, descrevendo uma trajectória semi-circular com um determinado raio.
• Quando as cargas eléctricas saem de D1, o campo eléctrico aponta no sentido de D1 para D2, sofrendo novamente uma aceleração.
• Quando as cargas eléctricas entram em D2, a velocidade aumentou e passam a descrever uma trajectória semi-circular de raio maior do que a trajectória descrita em D1.
• O processo repete-se inúmeras vezes, de modo a que as cargas eléctricas adquiram velocidades próximas da velocidade da luz no vácuo à saída do ciclotrão.
Acção de um campo magnético sobre
um fio condutor rectilíneo percorrido por
uma corrente eléctrica estacionária