Ao redor dos ímãs existe uma região denominada
campo magnético. Graças a esse campo, um ímã pode perceber a presença de outro. Ou seja, podemos entender essa região como a responsável pela transmissão de informações entre um ímã e outro - ou, ainda, como a responsável pela
transferência de energia de um ponto a outro.
Imagine que você esteja segurando firmemente um ímã em forma de barra. Ao aproximá-lo de outro ímã, que repousa sobre uma mesa, chegará o momento que o ímã em repouso se moverá. Esse movimento mostra que há energia cinética presente no fenômeno. Seguindo o raciocínio, sabemos que energia não surge do nada (não podemos esquecer do
Princípio da Conservação de Energia). Então, como o ímã se movimentou?
Você provavelmente responderá: "Ah! Foi o outro ímã!". Sim, podemos dizer que o ímã possuía um
potencial magnético para o movimento, mas esse potencial só foi transformado em energia cinética devido à interação com o ímã que está em sua mão - e essa interação só foi possível graças ao campo magnético, que foi o responsável pela
comunicação entre eles.
É importante observar que o ímã em sua mão também
sente a influência do ímã sobre a mesa - e só não se movimenta porque você o segura com firmeza.
O campo magnético não pode ser visto, mas pode ser percebido. Isso ocorre por meio da força magnética existente entre ímãs ou entre ímãs e materiais suscetíveis à ação dessa mesma força. Também sabemos que essa força pode ser de
atração (quando os ímãs estão com pólos opostos voltados um para o outro) ou de
repulsão (quando os ímãs estão com pólos do mesmo tipo voltados um para o outro).
Campo e força magnéticos
Lembremos que, no
experimento de Öersted, um fio percorrido por corrente elétrica tem um campo magnético associado a ele e passa a se comportar como um ímã.
Também sabemos que, no caso de um condutor retilíneo, esse campo terá sua intensidade dada por:
. (Veja, sobre o assunto, o texto
Campo magnético - espira e solenóide.) Esse condutor, quando na presença de outro campo magnético, vai interagir de tal forma que apresentará uma força cuja intensidade é dada pela expressão:
.
Vamos imaginar agora a seguinte situação: dois fios condutores retilíneos de mesmo comprimento percorridos por correntes elétricas distintas. Imagine que eles são aproximados até uma distância
d um do outro.
Se eles são percorridos por corrente elétrica, então possuem um campo magnético associado a cada um deles. Vamos chamar de
campo magnético 1 o campo associado ao primeiro fio e
campo magnético 2 aquele associado ao segundo fio, levando-se em conta que procederemos da mesma forma para a corrente de cada um deles.
Assim, teremos a intensidade do primeiro campo magnético dada por:
Onde:
é o campo magnético associado ao fio 1;
é a corrente que percorre o fio 1;
representa a constante denominada permeabilidade magnética do meio onde estiver o condutor; e é a distância entre o campo magnético
e o fio condutor.
Podemos considerar aqui como sendo a distância
d entre os dois condutores e reescrever a expressão anterior da seguinte forma:
De forma análoga, teremos para o segundo condutor:
Também é importante lembrar que o campo magnético de fios condutores pode ser representado por
linhas concêntricas (veja, sobre o assunto, o texto
Campo magnético - Lei de
Ampère:
Com os dois fios próximos teremos o campo magnético do fio 1 interagindo com o condutor 2 - e o campo magnético do fio 2 interagindo com o condutor 1. Portanto, existirá uma força magnética 1 agindo no fio 1, graças à presença do campo magnético 2, e também uma força magnética 2 agindo no fio 2, graças à presença do campo magnético 1.
Vamos, agora, imaginar o caso em que as correntes possuem o mesmo sentido:
 |
| Interação entre dois fios condutores, paralelos entre si, separados pela distância r, de mesmo comprimento l e percorridos por correntes de mesmo sentido. |
Teremos, então, para o fio 1 - que está interagindo com o campo magnético do fio 2 - uma força magnética
cuja intensidade poderá ser determinada da seguinte maneira:
- onde
é a força magnética que age sobre o condutor; é a corrente que percorre o condutor;
é o comprimento do condutor e
é o ângulo formado entre o campo magnético
e o comprimento
(ou a corrente que percorre esse fio de comprimento
) e nesse caso é de 90°.
O fio 1 estará sujeito à ação do campo magnético 2, cuja intensidade é dada pela relação:
Teremos então:
Substituindo
teremos:
Como
= 1 teremos:
Ou, ainda, deixando próximos os termos que representam as correntes, teremos:
Já o fio 2 estará sujeito à ação do campo magnético 1, cuja intensidade é dada pela relação:
Teremos então:
Substituindo
teremos:
Como
= 1 teremos:
Ou:
Podemos observar que
- e representam a força magnética entre os dois fios condutores.
Neste caso, no qual as correntes possuem o mesmo sentido, a força entre os condutores é de atração.
Referências bibliográficas
GASPAR, Alberto.
Física, Editora Ática, 1ª edição, São Paulo, 2001.
Grupo de Reelaboração do Ensino de Física.
Física 3: Eletromagnetismo/GREF, 3ª edição, Edusp, São Paulo, 1998.
BONJORNO; CLINTON.
Física - História & Cotidiano, vol. 3, FTD, São Paulo, 2003.
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