Força magnética - condutores: Direção, sentido e intensidade

João Freitas da Silva, Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação
(Material atualizado em 01/08/2013, às 16h09)

Um campo magnético é o responsável pelas forças magnéticas que atuam em uma carga em movimento.

No caso de um condutor percorrido por corrente elétrica e submetido à presença de um campo magnético, também teremos a ação de uma força magnética, já que a corrente representa um movimento ordenado de cargas elétricas.

Essa força será caracterizada por :

  • Direção e sentido: a força magnética que age no fio condutor percorrido por uma corrente elétrica terá direção perpendicular (a) ao plano que contém o fio considerado e (b) ao campo magnético. Nesse caso, o sentido é dado pela regra da mão esquerda de Fleming, com a observação de que o dedo médio indicará o sentido convencional da corrente (lembrando que o sentido da força depende do sentido da corrente):

Intensidade (módulo): considerando uma parte de um fio condutor retilíneo de comprimento l , e considerando que a corrente ( i ) é uma forma macroscópica (se pensarmos no movimento dos elétrons livres no fio condutor), podemos chegar a uma expressão matemática que represente a ação da força magnética no fio.

Considerando a carga ( q ) e a velocidade () com que essa carga se desloca - devido à ação de um campo elétrico externo - quando ela é inserida num campo magnético, temos: F = q . v . B . sen θ . No fio condutor teremos várias cargas (ou elétrons livres) se deslocando e representaremos esse número de cargas por n. Logo, podemos reescrever a expressão da seguinte maneira: F = n . q . v . B . sen θ .
Vale lembrar que a corrente elétrica pode ser determinada por: i = q Δ t . Então, nesse caso, teremos i = n q Δ t , já que temos várias cargas.

Podemos reescrever essa expressão como i . Δ t = n . q . Dessa forma, a expressão da força magnética F = n . q . v . B . sen θ pode ser reescrita da seguinte forma: F = i . Δ t . v . B . sen θ .

Também sabemos que velocidade vezes o tempo representa a variação do espaço percorrido. No caso das cargas, representa o comprimento l do fio condutor percorrido pelas cargas ( Δ t . v = l ). Assim, teremos:

F = i . l . B . sen θ

Onde corresponde à força sobre todo o fio. Esse é o tipo de força que temos no motor elétrico:

Outro exemplo de aplicação dessa força magnética ocorre no tubo de tevê, em que um conjunto de bobinas (ímãs artificiais), com seus campos magnéticos, possibilita a ação de forças magnéticas que desviam feixes de elétrons, fazendo com que eles percorram toda a tela. Esses feixes de elétrons varrem a tela revestida de fósforo, linha por linha, da esquerda para direita e de cima para baixo, possibilitando o surgimento da imagem.

João Freitas da Silva, Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação é professor de física e mestrando em ensino de física pela USP.

Bibliografia

  • Física 3 - eletromagnetismo, GREF, Edusp.
  • Física no cotidiano, de Paulo Ueno, Editora Didacta, volume 3.
  • Física - ciência e tecnologia, de Paulo César Penteado e Carlos Magno Torres, Editora Moderna, volume 3.
  • Física - de olho no mundo do trabalho, de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga, Editora Scipione.

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