Força magnética - condutores - Direção, sentido e intensidade

• Força magnética - corrente elétrica
• Força magnética - carga em movimento

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 $$\mathit{\text{l}}$$, e considerando que a corrente ($$\mathit{\text{i}}$$ ) 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 ($$\mathit{\text{q}}$$) 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: $$\mathit{\text{F}}=\mathit{\text{q}}\text{.}\mathit{\text{v}}\text{.}\mathit{\text{B}}\text{.}\text{sen}\theta$$ . 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: $$\mathit{\text{F}}=\mathbf{\text{n}}\text{.}\mathit{\text{q}}\text{.}\mathit{\text{v}}\text{.}\mathit{\text{B}}\text{.}\mathbf{\text{sen}}\mathbf{\theta }$$ .
Vale lembrar que a corrente elétrica pode ser determinada por: $$\mathit{\text{i}}=\frac{\mathit{\text{q}}}{\Delta \text{t}}$$ . Então, nesse caso, teremos $$\mathit{\text{i}}=\mathbf{\text{n}}\frac{\mathit{\text{q}}}{\Delta \text{t}}$$ , já que temos várias cargas.

Podemos reescrever essa expressão como $$\mathit{\text{i}}\text{.}\Delta \mathit{\text{t}}=\mathbf{\text{n}}\text{.}\mathit{\text{q}}$$ . Dessa forma, a expressão da força magnética $$\mathit{\text{F}}=\mathbf{\text{n}}\text{.}\mathit{\text{q}}\text{.}\mathit{\text{v}}\text{.}\mathit{\text{B}}\text{.}\mathbf{\text{sen}}\theta$$ pode ser reescrita da seguinte forma: $$\mathit{\text{F}}=\mathit{\text{i}}\text{.}\Delta \mathit{\text{t}}\text{.}\mathit{\text{v}}\text{.}\mathit{\text{B}}\text{.}\mathbf{\text{sen}}\theta$$ .

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

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.