Campo Magnético pt. 2
Autor: Claudio Pedroso Junior | Publicado: 2011-11-09T09:55:00-08:00


Força magnética sobre um fio condutor



Sempre que uma carga é posta sobre influência 
de um campo magnético, esta sofre uma interação que pode alterar seu 
movimento. Se o campo magnético em questão for uniforme, vimos que 
haverá uma força agindo sobre a carga  com intensidade , onde  é o ângulo formado no plano entre os vetores velocidade e campo magnético. A direção e sentido do vetor  serão dadas pela regra da mão direita espalmada.   

Se imaginarmos um fio condutor percorrido por 
corrente, haverá elétrons livres se movimentando por sua secção 
transversal com uma velocidade . No entanto, o sentido adotado para o vetor velocidade, neste caso, é o sentido real da corrente ( tem o mesmo sentido da corrente). Para facilitar a compreensão pode-se imaginar que os elétrons livres são cargas positivas.

Como todos os elétrons livres têm carga (que 
pela suposição adotada se comporta como se esta fosse positiva), quando o
 fio condutor é exposto a um campo magnético uniforme, cada elétron 
sofrerá ação de uma força magnética.



Mas se considerarmos um pequeno pedaço do fio 
ao invés de apenas um elétron, podemos dizer que a interação continuará 
sendo regida por ,
 onde Q é a carga total no segmento do fio, mas como temos um 
comprimento percorrido por cada elétron em um determinado intervalo de 
tempo, então podemos escrever a velocidade como:



Ao substituirmos este valor em  teremos a força magnética no segmento, expressa pela notação :



Mas sabemos que  indica a intensidade de corrente no fio, então:



Sendo esta expressão chamada de Lei Elementar de Laplace.

A direção e o sentido do vetor  são perpendicular ao plano determinado pelos vetores  e ,
 e pode ser determinada pela regra da mão direita espalmada, 
apontando-se o polegar no sentido da corrente e os demais dedos no 
sentido do vetor .



Força magnética sobre uma espira retangular



Da mesma forma como um campo magnético uniforme
 interage com um condutor retilíneo pode interagir com um condutor em 
forma de espira retangular percorrido por corrente.

Quando a corrente passa pelo condutor nos 
segmentos onde o movimento das cargas são perpendiculares ao vetor 
indução magnética há a formação de um "braço de alavanca" entre os dois 
segmentos da espira, devido ao surgimento de . Nos segmentos onde o sentido da corrente é paralelo ao vetor indução magnética não há surgimento de  pois a corrente, e por consequência , tem mesma direção do campo magnético. 

Se esta espira tiver condições de girar 
livremente, a força magnética  que é perpendicular ao sentido da 
corrente e ao campo magnético causará rotação. À medida que a espira 
gira a intensidade da força que atua no sentido vertical, que é 
responsável pelo giro, diminui, de modo que quando a espira tiver girado
 90° não haverá  causando giro, fazendo com que as forças de cada lado do braço de alavanca entrem em equilíbrio.

No entanto, o movimento da espira continua, devido à inércia, fazendo com que esta avance contra as forças . Com isso o movimento segue até que as forças  o anulem e volta a girar no sentido contrário, passando a exercer um movimento oscilatório.

Uma forma de se aproveitar este avanço da 
posição de equilíbrio é inverter o sentido da corrente, fazendo com que o
 giro continue no mesmo sentido. Este é o princípio de funcionamento dos
 motores de corrente contínua, e a inversão de corrente é obtida através
 de um anel metálico condutor dividido em duas partes.