Tudo sobre a força magnética: a compreensão dos fenomênos eletromagnéticos depende dela!

quando comparada com a força elétrica a força magnética se mostra muito mais complexa às vezes até contra o intuitiva e a compreensão que você pode ter sobre os fenômenos eletromagnéticos vai depender muito de conclarariamente você é capaz de compreender a natureza da força magnética esse provavelmente é o elemento mais importante para se compreender o eletromagnetismo como um todo depois que você compreende a ação da força magnética o que vem a seguir descendo e nesse vídeo eu vou te ajudar com essa compreensão [Música] olá bem-vindo ao verbo científica nesse canal eu explico os fundamentos básicos que

regem o mundo numa linguagem simples mas ainda assim rigorosa se quer continuar a expandir o seu conhecimento aqui você tem uma boa fonte de conteúdo se inscreva no canal e ative Agora o seu Sininho [Música] nós vimos que quando uma carga é colocada em um campo elétrico ela Experimenta uma força elétrica o mesmo ocorre quando uma carga é colocada em um campo magnético ela também vai experimentar uma força magnética é por meio dessa força magnética que nós podemos encontrar uma expressão matemática para o campo magnético a força magnética tem algumas semelhanças com a força elétrica

por exemplo ela também é proporcionar a carga da partícula e a intensidade do campo além disso a força magnética sobre uma carga negativa é oposta a força em uma carga positiva que se mova na mesma direção mas há duas condições que devem ser satisfeitas para que uma carga Experimente uma força magnética quando colocada num campo magnético e que são bem diferentes do caso elétrico A primeira é que a carga deve estar em movimento nenhuma força magnética atua sobre cargas paradas a segunda condição é que a velocidade da carga deve ter uma componente perpendicular a direção

do campo magnético para entender isso melhor Imagine que uma carga teste positiva se mova num campo magnético uniforme produzido por um imã se a carga se mover de forma paralela ou anti paralela ao campo nenhuma força magnética vai atuar sobre ela agora se a carga se mover perpendicularmente ao campo ela vai experimentar a maior força magnética possível de forma geral se uma carga se mover em um certo ângulo em relação ao campo apenas a componente da velocidade que for perpendicular ao campo vai dar origem a uma força magnética isso deixa claro que a força magnética

é bem mais complicada do que a força elétrica em resumo a força magnética vai manifestar as seguintes propriedades Primeiro ela vai ser sempre proporcional a velocidade da partícula segundo se a velocidade da partícula fizer um ângulo com um campo magnético então a magnitude da força magnética vai ser proporcional pequeno desse ângulo terceiro quando uma partícula carregada se move paralelamente ao vetor campo magnético a força magnética sobre a carga vai ser nula e quarto quando uma partícula carregada se move em uma direção não paralela o vetor campo magnético a força magnética vai atuar em uma direção

perpendicular tanto a velocidade quanto ao campo ou seja ela vai ser perpendicular ao plano formado por ver e B Apesar desse comportamento complicado todas essas observações podem ser capturadas por um simples produto vetorial de que vê pelo vetor Campo B Note que por ser expressa por um produto vetorial a força magnética será perpendicular tanto a velocidade quanto ao campo ao mesmo tempo e como para qualquer produto vetorial nós podemos analisar a relação entre os vetores pela regra da mão direita isso já foi feito em detalhes nesses dois vídeos aqui se for preciso volte lá aprenda

antes de seguir daqui para frente mas aqui eu vou resumir o funcionamento da regra da mão direita aponte os quatro dedos da mão direita na direção da velocidade com a palma da mão voltada para b e dobre os dedos em direção a b seu polegada estendido que está em ângulo reto com seus dedos vai apontar na direção V vetor B que é a direção da força magnética se a carga elétrica for positiva se a carga elétrica for negativa então a direção do campo Continuará a mesma mas o seu sentido Vai Se inverter [Música] do produto

vetorial nós podemos obter uma definição operacional para o campo magnético em algum ponto do espaço ou seja o campo magnético é definido em termos da força que atua sobre uma partícula carregada em movimento com isso nós vemos que a unidade no sistema internacional para o campo magnético que é o newton por Colombo metro por segundo essa unidade é chamada de Tesla em homenagem ao físico e Engenheiro Croata Nicola Tesla o Tesla ainda pode ser escrito em termos do império já que o Colombo por segundo é a unidade da corrente elétrica como um Tesla é uma

unidade muito grande é comum o uso de outra unidade fora do sistema internacional o Gauss que vale 10 a menos 4 Tesla essa tabela você confere a intensidade de alguns tipos de campo elétrico enquanto que o campo magnético dentro de um cérebro humano é ridiculamente pequeno da ordem de 10 elevado a menos 13 Tesla o maior campo produzido artificialmente pelo homem supera a casa dos 40 Tesla [Música] o movimento de uma carga no campo magnético é claramente diferente do movimento que ela teria num campo elétrico num campo elétrico uma carga positiva que se move numa

direção perpendicular ao campo é desviada lateralmente até que sua velocidade se ali com a direção do campo agora a mesma carga viajando inicialmente em um ângulo reto em um campo magnético vai ser desviada para cima pela força magnética e não para os lados você pode checar isso usando a regra da mão direita para conferir você vai ver que a velocidade da carga nunca vai ser alinhar com a direção do campo a medida que a carga se move para cima a direção da força magnética vai mudando permanecendo sempre Depende de curar ao campo e a velocidade

muitas vezes é conveniente orientar o campo magnético de modo que a sua direção seja perpendicular a tela nesses casos é convencional usar um ponto para simbolizar o campo magnético apontando para fora da tela na direção dos olhos este ponto simboliza a ponta de uma seta que representa o vetor Campos que apontam para dentro da tela é desenhado por uma série de Cruzes o que indica a cauda das setas que representam os respectivos vetores [Música] uma carga que se move na presença de ambos um campo magnético e um campo elétrico Experimenta uma força chamada força de

Lorenz que é a soma tanto da força elétrica como da força magnética que atuam sobre ela a força de Lorenz tem esse nome em homenagem ao físico Holandês entre Pilares ela é crucial para o eletromagnetismo sendo a descrição matemática dos efeitos dos Campos sobre a matéria além disso a força de lorens se junta as quatro equações de Maxwell para formar a base conceitual da teoria eletromagnética as propriedades das partículas sujeitas à força de lorens vem sendo exploradas por físicos químicos Engenheiros há muito tempo como por exemplo em seletor de velocidade de partículas em espectroscopia de

massa e no funcionamento do ciclotron que está presente nos aceleradores de partículas aqui deixa eu mostrar apenas como seletor de velocidade funciona com base na força de lorens em muitos experimentos envolvendo partículas carregadas em movimento é importante que todas elas se movam com a mesma velocidade isso pode ser alcançado aplicando uma combinação de um campo elétrico e um campo magnético uniformes e ortogonais entre si se a carga é positiva e a velocidade é para cima então a força magnética vai apontar para a esquerda como diz a regra da mão direita enquanto que a força elétrica

vai apontar para a direita alinhada com o campo elétrico quando as intensidades dos dois Campos são escolhidas de tal forma que a força elétrica seja igual a força magnética então a força de lorents vai ser anular e a partícula carregada vai se mover em uma linha reta vertical através da região dos Campos e a partir dessa igualdade nós encontramos que a velocidade delas é exatamente a razão entre o campo elétrico e o campo magnético apenas as partículas que estiverem com essa velocidade serão capazes de passar através dos Campos elétrico e magnético mutuamente particulares sem se

desviar sendo então coletadas pelo detector [Música] se um campo magnético exerce uma força sobre uma única partícula carregada Então não é surpresa que ele também Exerça uma força em um fio condutor de corrente que nada mais é que uma sequência contínua de cargas elétricas e você vai descobrir ao longo dessa série que o fato de um fio condutor de corrente experimentar uma força quando colocada em um campo magnético é uma descoberta fundamental que está associada às mais modernas aplicações da energia elétrica como nós vimos nesse vídeo aqui corrente elétrica nada mais é que uma coleção

de muitas partículas carregadas em movimento então a força resultante exercida pelo campo sobre o fio vai ser a soma de todas as forças individuais exercidas em todas as cargas que compõem a corrente dessa forma a força exercida sobre cada partícula carregada é transmitida ao fio quando elas colidem com os átomos do Fio então se você colocar um fio transportando uma corrente elétrica imersa num campo magnético ele vai sofrer a ação de uma força magnética se o fio conduz uma corrente para a força o desvia para a esquerda se a corrente for invertida o fio vai

ser desviado para direita se não houver corrente no fio ele permanece Reto sem desvio algum [Música] nós podemos deduzir a expressão para a força que o campo exerce sobre um fio Considerando o segmento reto de um fio com uma área transversal conhecida o fio vai conduzir uma corrente imerso no campo magnético como nós vimos nesse vídeo aqui a velocidade de um elétron no fio condutor é a sua velocidade de deriva de forma que a força magnética sobre o único elétron será proporcional a sua carga a sua velocidade e ao campo então para encontrar a força

total que atua no fio basta multiplicar essa força pelo número total de elétrons no segmento como o volume do segmento é a área transversal vezes o comprimento do Fio então para encontrar o número de cargas neste volume de segmento basta multiplicá-lo pela densidade de elétrons que é esse n minúsculo que nos dá o número de elétrons por unidade de volume com isso a força magnética Total sobre o segmento de fio será n vezes a força magnética que atua num único elétron que pode ser escrito da densidade eletrônica e das dimensões do Fio essa expressão para

a força pode ser simplificada quando nós reconhecemos que a corrente elétrica também depende da densidade eletrônica das dimensões do fio e da velocidade de deriva nós vimos isso nesse vídeo aqui então a força total no fio pode ser escrita em função da corrente do comprimento do fio e do campo magnético Note que nessa expressão o vetor velocidade de deriva Dá Lugar Ao vetor comprimento do fio que aponta na direção da corrente e seu módulo é igual ao comprimento do segmento essa expressão se aplica apenas a um segmento reto de fio em um campo magnético uniforme

uma forma mais geral para qualquer formato de fio pode ser obtida empregando cálculo diferencial Observe que como no caso de uma única carga viajando em um campo magnético a força magnética e o fio condutor de corrente é governada por um produto vetorial Isso significa que ela é máxima quando o fio implementado perpendicularmente ao campo e anula quando a corrente é paralela ou anti paralela ao campo aqui é importante lembrar do sentido da corrente por convenção os elétrons se movem no sentido contrário da corrente então para todos os casos relativos a fios conduzindo corrente nós podemos

simplesmente pensar na corrente como a direção na qual as partículas carregadas positivamente se move bem esse vídeo termina por aqui no próximo eu vou apresentar o torque de uma força magnética que vai abrir as portas para discutirmos a origem do campo continue assistindo a série tenha verbo científico abraço e até a próxima