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aula 34

Campo Magnético

Campo Magnético de Corrente Elétrica

Toda corrente elétrica gera ao se redor um campo magnético.

Regra da Mão Direita: indicará a direção e o sentido do campo magnético.

Campo magnético gerado por um fio condutor retilíneo

\[\overrightarrow{B}={{\mu }_{0}}\cdot \frac{i}{2\cdot \pi \cdot r}\]

\(\vec{B}\): campo magnético ( T: tesla)

μ\(_0\): constante de permeabilidade magnética = \(4\cdot\pi \cdot {{10}^{-7}}\,T.m/A\)

\(i\): corrente elétrica (A)

\(r\): distancia ao ponto (m)

Espira circular

\[\overrightarrow{B}= \!\!~\!\!\text{ }{{\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ }}_{\text{0}}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ }\text{. }\!\!~\!\!\text{ }\frac{\text{i}}{\text{2 }\!\!~\!\!\text{ }\text{.}\ \text{R}}\]

\(R\): raio da trajetória (m)

Solenóide

\[\overrightarrow{B}\ \text{= }\!\!~\!\!\text{ }{{\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ }}_{\text{0}}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ }\text{.}\ \text{i }\!\!~\!\!\text{ }\frac{\text{N}}{\text{l}}\]

\(N\): número de enrolamentos/voltas

\(l\): comprimento do solenoide/bobina (m)

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

(ACAFE SC) Uma bobina (solenoide) é um dispositivo que, quando percorrida por uma corrente elétrica contínua, produz um campo magnético. Visando aumentar consideravelmente a intensidade deste campo, é introduzida no interior deste dispositivo uma barra metálica que é chamada de núcleo do eletroímã. Assinale a alternativa correta que apresenta o material que constitui esta barra metálica.

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01

(UEPG PR) O eletromagnetismo estuda tanto as interações elétricas como as magnéticas. Sobre o eletromagnetismo, assinale o que for correto.

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02

(PUC RS) Uma bobina é ligada a um galvanômetro e mantida fixa num suporte enquanto um ímã pode ser movimentado livremente na direção do eixo longitudinal da bobina. Nestas condições, é correto afirmar que:

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03

(UDESC) Considere um longo solenoide ideal composto por 10.000 espiras por metro, percorrido por uma corrente contínua de 0,2 A. O módulo e as linhas de campo magnético no interior do solenoide ideal são, respectivamente:

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04

(FGV) As figuras representam dois exemplos de solenoides, dispositivos que consistem em um fio condutor enrolado. Tal enrolamento pode se dar em torno de um núcleo feito de algum material ou, simplesmente, no ar. Cada volta de fio é denominada espira.

A passagem de uma corrente elétrica através desse fio cria, no interior do solenoide, um campo magnético cuja intensidade

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05

(ENEM (LIBRAS)) Um guindaste eletromagnético de um ferro-velho é capaz de levantar toneladas de sucata, dependendo da intensidade da indução em seu eletroímã. O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, sendo geralmente construído enrolando-se um fio condutor ao redor de um núcleo de material ferromagnético (ferro, aço, níquel, cobalto). Para aumentar a capacidade de carga do guindaste, qual característica do eletroímã pode ser reduzida?

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06

(ESPCEX (AMAN)) Dois fios  e  retos, paralelos e extensos, estão separados por uma distância de  Uma espira circular de raio igual a  encontra-se com seu centro  a uma distância de 2 m do fio  conforme desenho abaixo.

A espira e os fios são coplanares e se encontram no vácuo. Os fios "A" e "B" e a espira são percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade i = 1 A com os sentidos representados no desenho. A intensidade do vetor indução magnética resultante originado pelas três correntes no centro "O" da espira é:

Dado: Permeabilidade magnética do vácuo: μ₀ = 4π · 10\(^{-7}\) T · m/A

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07

(UFSM) O campo magnético pode ser produzido pelo movimento de cargas elétricas ou, como ocorre nas ondas eletromagnéticas, pela variação do fluxo de campo elétrico local. Em qual das figuras a seguir está representado corretamente o campo magnético?

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08

(UFRGS) Observe a figura abaixo que representa um anel condutor que cai verticalmente na direção de um fio fixo que conduz uma corrente elétrica

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Considerando que o plano do anel e o fio são coplanares, conforme representa a figura, a corrente elétrica induzida no anel terá sentido _____________ e a força magnética resultante sobre ela _____________.

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09

(ESPCEX (AMAN)) Uma carga elétrica puntiforme, no interior de um campo magnético uniforme e constante, dependendo de suas condições cinemáticas, pode ficar sujeita à ação de uma força magnética. Sobre essa força pode-se afirmar que

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10

EXERCÍCIOS EXTRAS

(PUC SP) A figura representa dois fios condutores retilíneos e muito compridos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade (i\(_F\)), porém, de sentidos contrários. Entre os fios há uma espira circular de raio R percorrida por uma corrente elétrica de intensidade (i\(_E\)). Determine a razão \(\frac{{{\text{i}}_{\text{F}}}}{{{\text{i}}_{\text{E}}}}\) e o sentido da corrente elétrica na espira circular para que o campo de indução magnética resultante no centro da espira seja nulo. Os fios condutores e a espira circular estão situados no mesmo plano.

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01

(UECE) Em um experimento A, sobre eletromagnetismo, um fio condutor muito fino é disposto em linha reta sobre uma mesa isolante horizontal. Pelo fio passa uma corrente elétrica constante. Em um segundo experimento, B, o mesmo fio é disposto na forma de uma circunferência também sobre a mesa. Em ambas as situações o fio está contido no plano da mesa. É correto afirmar que, no plano da mesa, os campos magnéticos produzidos pela corrente elétrica nos dois experimentos são

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02

(UNIC MT) Os ímãs são corpos que apresentam a propriedade de atrair o ferro e alguns outros metais e, por isso, são denominados de materiais ferromagnéticos.

Com base nos conhecimentos sobre o Eletromagnetismo, é correto afirmar:

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03

Observe o experimento de Oersted a seguir.

Nesse experimento, quando a agulha muda de direção é porque ocorreu um efeito

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04

(UNITAU SP) É totalmente CORRETO afirmar, com relação aos campos elétrico e magnético, que

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05

(UEFS BA)  

O campo magnético é uma propriedade física de muitas partículas elementares e sua existência pode ser demonstrada com uma agulha de bússola. As linhas de força do campo magnético produzido por uma corrente elétrica que passa por um condutor retilíneo são circulares e existem em planos perpendiculares ao condutor. A figura representa dois fios metálicos A e B, retos, longos e paralelos, localizados no vácuo, percorridos por correntes 2i e 3i, respectivamente, de mesmo sentido, entrando no plano do papel, e distantes uma distância d = 50,0cm um do outro.

De acordo com essas informações, o ponto sobre o eixo x, em que o campo magnético resultante se anula, está a uma distância do fio A, em m, igual a

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06

(PUC RJ) Um ímã permanente é colocado verticalmente sobre uma base magnética como mostra a figura abaixo.

Ao liberarmos o ímã, observamos que o mesmo flutua sobre a base e atinge uma posição de equilíbrio instável acima da base. Sabendo que a massa do ímã é de 10 g e a aceleração da gravidade é g = 10 m/s²:

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07

(UEPG PR) Uma corrente elétrica i flui num fio condutor horizontal, de diâmetro desprezível e comprimento praticamente infinito. Essa corrente elétrica gera um campo magnético de intensidade B, num ponto situado a uma distância r do condutor. Sobre este evento físico, assinale o que for correto.

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08

(UESB) Hans C. Oersted é bastante conhecido por ter observado uma agulha se desviar quando colocada próxima a um fio que transportava uma corrente. Essa importante descoberta foi a primeira evidência da conexão entre fenômenos elétricos e magnéticos.

Um fio condutor fino e longo transporta uma corrente de 4,0A. Sendo μ₀ = 4π × 10\(^{-7}\) Tm/A, o módulo do campo magnético em um ponto a 25,0cm do fio, em μT, é igual a

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09

(UDESC) Analise as proposições relacionadas às linhas de campo elétrico e às de campo magnético.

I. As linhas de força do campo elétrico se estendem apontando para fora de uma carga pontual positiva e para dentro de uma carga pontual negativa.

II. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem nos ímãs, apenas atravessam-nos, ao contrário do que ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam os campos elétricos.

III. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou das linhas de campo magnético indica, qualitativamente, onde a intensidade do respectivo campo é maior.

Assinale a alternativa correta.

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10

(UFG GO) Os campos magnéticos produzidos pelo corpo humano são extremamente tênues, variando tipicamente entre \({10}^{-15}\) T e  \({10}^{-9}\) T. O neuro magnetismo estuda as atividades cerebrais, registrando basicamente os sinais espontâneos do cérebro e as respostas aos estímulos externos. Para obter a localização da fonte dos sinais, esses registros são feitos em diversos pontos. Na região ativa do cérebro, um pequeno pulso de corrente circula por um grande número de neurônios, o que gera o campo magnético na região ativa. As dificuldades em medir e localizar esse campo são inúmeras.

Para se compreender essas dificuldades, considere dois fios muito longos e paralelos, os quais são percorridos por correntes de mesma intensidade i, conforme ilustrado no arranjo da figura acima.

Desconsidere o campo magnético terrestre. Com base no exposto,

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11

(UNIVAG MT) O circuito da figura é constituído por uma bateria ideal de 12 V, resistores ôhmicos de resistência elétrica 6 Ω cada e fios de ligação de resistência elétrica desprezível. A intensidade de corrente elétrica que percorre o fio longo AB gera no ponto P um campo magnético \(\overrightarrow{B}\) de direção perpendicular ao plano da folha.

Considerando o circuito imerso em um meio cuja permeabilidade magnética é µ = 6π × 10\(^{-7}\) T · m/A e as informações contidas na figura, é correto afirmar que a intensidade do campo magnético , em tesla, e seu sentido são, respectivamente,

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12

(UEFS BA)  

Um estudante, com o intuito de repetir a experiência de Oersted, utilizou um circuito elétrico constituído por uma bateria de força eletromotriz, ε, igual a 12,0V e resistência interna, r, igual a 5,0Ω e um resistor de resistência elétrica também de 5,0Ω. A agulha de uma bússola foi colocada a 2,0cm abaixo do fio e sofreu deflexão quando o gerador lançou potência máxima no circuito, conforme a figura.

Sabendo-se que a permeabilidade magnética do meio, µ, é igual a
4π · 10\(^{–7}\) T.m/A, e correto afirmar que a intensidade do campo magnético que causou deflexão na agulha da bússola é igual, em T, a

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13

Dois ímãs idênticos em forma de barra, com intensidades de campos magnéticos constantes, são dispostos perpendicularmente um sobre o outro, de modo que seus centros coincidam, como mostra a figura.

Os algarismos representam os quadrantes de um círculo cujo plano e centro coincidem com os dos ímãs.

Os quadrantes em que o campo magnético resultante é mais intenso estão corretamente representados por

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14

(UECE) Um fio condutor reto é percorrido por uma corrente elétrica constante, que gera um campo magnético nas suas proximidades. Nessa situação, é correto afirmar que

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15

(UFPel RS) Dois fios retilíneos muito longos, situados num meio de permeabilidade absoluta µ = 4π × 10\(^{–7}\) Tm/A, são percorridos por correntes elétricas de sentidos opostos e intensidades iguais a i₁ = 1A e i₂ = 2A, conforme a figura abaixo.

Considerando os fios no plano do papel, a intensidade do campo magnético resultante no ponto C é

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16

(ITA SP) As figuras mostram três espiras circulares concêntricas e coplanares percorridas por correntes de mesma intensidade I em diferentes sentidos. Assinale a alternativa que ordena corretamente as magnitudes dos respectivos campos magnéticos nos centros B₁, B₂, B₃ e B₄.

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17

(UFSC) Um estudante de Física realizou um experimento no laboratório para medir a variação da intensidade da corrente elétrica em um fio condutor retilíneo extenso em função do tempo, além de outras propriedades físicas. No gráfico abaixo, é mostrado um dos resultados do experimento.

Com base no enunciado e nas duas figuras abaixo, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

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18

(UNITAU SP) Segundo a lei de Biot-Savart, que também foi deduzida por Ampère, quando uma corrente elétrica percorre um fio fino e extremamente longo, por exemplo, gera em sua vizinhança um campo magnético. Uma experiência de laboratório foi feita no ar seco, cuja permeabilidade magnética é de  Um fio condutor fino e longo transporta uma corrente de 4,0A. Sendo μ₀ = 4π × 10\(^{-7}\) T · m/A, o módulo do campo magnético em um ponto a 25,0cm do fio, em μT, é igual a T.m/A, com um fio fino reto e muito longo, comparado com o seu diâmetro, onde uma corrente elétrica de 100 A o percorre. É CORRETO afirmar que o módulo do campo magnético distante 1 mm desse fio é de

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19

(MACKENZIE SP)

Certo condutor elétrico cilíndrico encontra-se disposto verticalmente em uma região do espaço, percorrido por uma intensidade de corrente elétrica i, conforme mostra a figura ao lado. Próximo a esse condutor, encontra-se a agulha imantada de uma bússola, disposta horizontalmente. Observando-se a situação, acima do plano horizontal da figura, segundo a vertical descendente, assinale qual é o esquema que melhor ilustra a posição correta da agulha.

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