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Força magnética - corrente elétrica - Em que situações ocorre a força magnética?

João Freitas da Silva, Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação

(Material atualizado em 01/08/2013, às 16h13)

Por meio de suas experiências, Öersted descobriu que a corrente elétrica em um fio condutor está associada ao campo magnético existente ao redor desse fio. Depois, Faraday e Henry descobriram que a variação de um campo magnético é o que induz uma corrente elétrica em um condutor.

Dessa forma, estabeleceu-se definitivamente uma relação entre eletricidade e magnetismo, nascendo o eletromagnetismo. Foram enormes as aplicações práticas e os desenvolvimentos tecnológicos que surgiram a partir daí, bem como suas implicações na vida das pessoas, como no caso do motor e do gerador elétricos.

No caso do motor elétrico simples, por exemplo, é necessário que uma corrente elétrica passe por um fio condutor para que surja um campo magnético ao seu redor e o fio se torne um ímã artificial (ou eletroímã), a fim de que possa interagir com o ímã natural fixo que está perto dele.

Podemos realizar um experimento muito simples com um ímã e um fio condutor: ao aproximarmos um ímã natural de um fio condutor de cobre, notamos que não existe nenhuma interação entre eles, ou seja, o fio não é atraído pelo ímã, como ocorre com outros metais, por exemplo.

Ao conectarmos as extremidades do fio a uma pilha ou bateria, ele será percorrido por uma corrente elétrica e se afastará ou se aproximará do ímã, conforme o pólo do ímã voltado para ele e o sentido da corrente. Por exemplo, se o fio é atraído pelo ímã, ao invertermos o sentido da corrente ele será repelido. Essa mudança de movimento também pode ser obtida mantendo o sentido da corrente e mudando o pólo do ímã voltado para o fio.

Força de campo e força magnética

O fato de o fio condutor percorrido pela corrente elétrica ser atraído ou repelido pelo ímã pode ser explicado em termos de força (uma interação entre dois ou mais corpos). E, neste caso, uma força de campo, já que a interação ocorre à distância, não existindo a necessidade de um contato direto entre o fio e o ímã. Essa interação é denominada força magnética.

Podemos dizer, então, que a força magnética só surge quando o fio é percorrido por uma corrente elétrica. Portanto, o campo magnético do ímã possibilita o surgimento de forças magnéticas sobre as cargas elétricas quando elas estão em movimento ordenado, mas não age sobre elas quando estão em equilíbrio eletrostático ou em repouso, ou seja, na ausência de movimento ordenado.

O caso da movimentação desordenada das cargas elétricas, que ocorre devido à agitação térmica, merece um comentário: nesse caso, o campo magnético de um ímã interage com essas cargas individualmente. Mas, como temos movimentos em várias direções e sentidos, surgirá um campo magnético associado a cada uma delas, fazendo com que esses campos apresentem várias direções e sentidos.

Assim, em termos estatísticos, para cada elétron que sofre a ação de uma força com certa velocidade, temos outro elétron com a ação de força e velocidade opostas às do primeiro. A resultante desses movimentos e forças será praticamente nula e não haverá movimento do fio. (Sobre esse tema, é interessante estudar o conceito de resultante nas leis de Newton.)

De uma forma geral, o movimento de cargas elétricas está associado à presença de um campo magnético que, por sua vez, possibilitará a ação de uma força magnética em outras cargas elétricas que também estejam em movimento.

Essa força magnética aplicada nas cargas elétricas em movimento é uma grandeza vetorial e, como tal, necessita de intensidade, direção e sentido para que seja bem caracterizada.

 

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

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