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Aplicações da força magnética em um condutor

Física

A aplicação da força magnética sobre um condutor percorrido por corrente elétrica e imerso em um campo magnético se dá em diversos aparelhos elétricos.
Serras elétricas utilizam motores elétricos para seu funcionamento
Serras elétricas utilizam motores elétricos para seu funcionamento
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Quando uma carga elétrica penetra em um campo magnético uniforme, verifica-se que essa carga fica sujeita a uma força magnética, também chamada de força de Lorentz. A origem dessa força pode ser explicada sabendo que uma carga elétrica em movimento gera campo magnético e este interage com o campo magnético da região onde a carga se move. A mesma força surge também quando um fio condutor de eletricidade, percorrido por uma corrente elétrica, é colocado em um campo magnético uniforme.

A força magnética que age sobre o fio condutor, percorrido por uma corrente elétrica, quando imerso em uma região onde há um campo magnético, é usada em uma grande quantidade de aparelhos como, por exemplo, motores, amperímetros, voltímetros e galvanômetros.

A força magnética usada nos motores elétricos

A maioria dos motores elétricos que encontramos em diversos aparelhos elétricos funciona tendo por base o efeito de rotação das forças que agem sobre as espiras que são imersas em um campo magnético. Vejamos a figura abaixo onde temos um esquema geral de um motor de corrente contínua. Os motores que apresentam essa configuração são os motores de arranque dos carros ou os motores de carrinhos de brinquedo.

Esquema de um motor elétrico de corrente contínua

Basicamente, o princípio de funcionamento desses motores consiste em um condutor em forma de um retângulo, que pode girar em torno de um eixo e que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i e imerso em um campo magnético B. As forças magnéticas que atuam nos dois ramos do motor criam um binário de forças que tendem a fazer com que o condutor retangular gire em torno do eixo de rotação e.

A força magnética aplicada nos galvanômetros

Para que entendamos o que é e como funciona um galvanômetro, vejamos a ilustração abaixo.

Uma espira percorrida por corrente elétrica, colocada em um campo magnético, fica sob ação de torque

Na figura acima podemos ver que há, imersa em um campo magnético uniforme de indução B, uma espira em forma de retângulo CDEG. Suponhamos que uma corrente elétrica i percorra a espira retangular com o sentido indicado. Podemos ver que após iniciar o fluxo da corrente elétrica os lados EG e DC, da espira retangular, ficarão sujeitos à ação de forças magnéticas cujos módulos são iguais e que provocarão torques na própria espira. Esse torque fará com que a espira comece a girar em torno do eixo OP, no sentido indicado.

A fim de aumentar o efeito de rotação da espira, isto é, aumentar a sensibilidade do aparelho, são usadas diversas espiras, comumente enroladas em um cilindro.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Aplicações da força magnética em um condutor"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacoes-forca-magnetica-um-condutor.htm>. Acesso em 16 de dezembro de 2017.

Questão 1

Suponha que uma carga elétrica de 4 μC seja lançada em um campo magnético uniforme de 8 T. Sendo de 60º o ângulo formado entre v e B, determine a força magnética que atua sobre a carga supondo que a mesma foi lançada com velocidade igual a 5 x 103 m/s.

a) Fmag = 0,0014 . 10-1 N
b) Fmag = 1,4 . 10-3 N
c) Fmag = 1,2 . 10-1 N
d) Fmag = 1,4 . 10-1 N
e) Fmag = 0,14 . 10-1 N

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