Noções de Eletromagnetismo

Noções de Eletromagnetismo

É o estudo dos campos magnéticos e suas interações com as correntes elétricas.

• Campos magnéticos:

Os elétrons giram em torno do núcleo dos átomos, mas também em torno de sí mesmos (translação), isto é semelhante ao que ocorre com os planetas e o sol. Há diversas camadas de elétrons, e em cada uma, os elétrons se distribuem em orbitais, regiões onde executam a rotação, distribuídos aos pares.

Ao rodarem em torno de sí, os elétrons da camada mais externa produzem um campo magnético mínimo, mas dentro do orbital, o outro elétron do par gira também, em sentido oposto, cancelando este campo, na maioria dos materiais.

Porém nos materiais imantados (ferromagnéticos) há regiões, chamadas domínios, onde alguns dos pares de elétrons giram no mesmo sentido, e um campo magnético resultante da soma de todos os pares e domínios é exercido em volta do material: são os imãs.

O que é de fato um campo magnético ?

A palavra campo significa, na Física, uma tendência de influenciar corpos ou partículas no espaço que rodeia uma fonte.

Ex.: O campo gravitacional, próximo à superfície de um planeta, que atrai corpos, produzindo uma força proporcional à massa destes, o peso.

Assim, o campo magnético é a tendência de atrair partículas carregadas, elétrons e prótons, e corpos metálicos magnetizáveis (materiais ferromagnéticos, como o ferro, o cobalto, o níquel e ligas como o alnico).

O campo pode ser produzido pôr imãs e eletroimãs, que aproveitam o efeito magnético da corrente elétrica.

• Correntes e eletromagnetismo:

A corrente elétrica num condutor produz campo magnético em torno dele, com intensidade proporcional à corrente e inversamente à distância.

B = 4p10-7 I / r

Nesta equação, válida para um condutor muito longo, I é a corrente, r a distância ao centro do condutor e B é a densidade de fluxo, ou indução magnética, que representa o campo magnético. É medida em Tesla, T.

Se enrolarmos um condutor, formando um indutor ou bobina, em torno de uma forma, o campo magnético no interior deste será a soma dos produzidos em cada espira, e tanto maior quanto mais espiras e mais juntas estiverem

B = 4p10-7NI / L

L é o comprimento do enrolamento, e N o número de espiras, válida para núcleo de ar.

Permeabilidade

Os materiais se comportam de várias maneiras, sob campos magnéticos.

• Os diamagnéticos, como o alumínio e o cobre, os repelem, afastando as linhas de campo.

• Os paramagnéticos se comportam quase como o ar.

• Os ferromagnéticos concentram o campo, atuando como condutores magnéticos.

• A permeabilidade é a propriedade dos materiais de permitir a passagem do fluxo magnético, que é a quantidade de campo que atravessa o material.

f = BA

A é a área transversal ao campo do material, em m2 . O fluxo é medido em Webers, Wb.

Os materiais mais permeáveis são os ferromagnéticos. Eles tem permeabilidades centenas a vários milhares de vezes a do ar, e são usados como núcleos de indutores, transformadores, motores e geradores elétricos, sempre concentrando o fluxo, possibilitando grandes campos (e indutâncias).

Os diamagnéticos são usados como blindagem magnética (ou às ondas eletromagnéticas), pela permeabilidade menor que a do ar, mo.

mo = 4p10-7 Tm/A

• Indutância:

Vimos que os indutores produzem campo magnético ao conduzirem correntes. A indutância é a relação entre o fluxo magnético e a corrente que o produz. É medida em Henry, H.

L = f / I

Uma propriedade importante da indutância, e da qual deriva o nome, é o fato do campo resultante