Um ímã natural é aquele que existe na natureza ( geralmente é uma pedra constituída por certo óxido de ferro). Um ímã artificial é aquele que obtemos ao aproximar certos pedaços de ferro de um ímã natural.

O que são polos de um ímã? Os polos de um ímã são as regiões deste ímã que exercem uma atração mais intensa sobre pedaços de ferro.

Há uma força de atração entre polos de nomes contrários ( polo norte com polo sul ) e uma força de repulsão entre polos de mesmo nome ( polo norte com polo norte e polo sul com polo sul ).

Gilbert percebeu que a Terra comportava-se como um grande ímã, com seus polo magnéticos situados próximos aos polos norte e sul geográficos. A agulha magnética orienta-se porque seus polos são atraídos pelos polos do “ímã-Terra”.

Não é possível obter um ímã que possua apenas um polo ( norte ou sul ), porque quando partimos um ímã, aparecem novos polos nas extremidades que se formaram, como está ilustrado. [ Imagem - Um ímã de ferradura. ]

Experiência de Oersted 

Uma agulha magnética é colocada próximo de um fio no qual não há corrente, e verificamos que ela aponta na direção norte-sul. Fazendo passar uma corrente no fio, verifica-se que a agulha se desvia tendendo a se colocar perpendicularmente ao fio. [ Imagem - 2022_07_20 ]

Conclui-se que uma corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos.

O eletromagnetismo é o estudo dos fenômenos magnéticos tendo em vista que esses fenômenos têm sua origem em cargas elétricas.

Existirá uma força magnética entre duas cargas elétricas: Quando as duas cargas elétricas estiverem em movimento.

Para criar um campo magnético em uma região do espaço, Faz-se com que as cargas elétricas movimentem-se nessa região ( por exemplo, estabelecendo uma corrente em fio).

Um campo magnético não atua em uma carga em repouso, atua somente sobre uma carga em movimento.

como se determina, usando uma pequena agulha magnética, a direção e o sentido do vetor campo magnético B, em um ponto?

Coloca-se a pequena agulha magnética no ponto e observa-se sua orientação: a direção de B é aquela na qual a agulha orientou-se, e o seu sentido é aquele para onde aponta o polo norte da agulha.

A expressão matemática que fornece o valor da força que atua em uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético é:

F = Bqv.sen θ , 

em que B é o módulo do campo magnético, q é a carga da partícula, v é o módulo de sua velocidade e  é o ângulo entre V e B.

Para determinar a direção e o sentido dessa força, devemos observar que, a direção de F é perpendicular ao plano de v e B, e o seu sentido pode ser determinado pela regra do tapa. O polegar da mão direita, no sentido de v, e os demais dedos no sentido de B e a palma da mão indica o sentido de F.

Unidade de medida do módulo de B no SI:

1 N / A.m ; 1 Tesla; 1 T.

( Esta unidade também é conhecida com a denominação de 1 weber/m^2 ) [ Imagem Força Magnética ]

Direção e sentido da força magnética.

Regra prática do tapa da mão direita.

1⁰ Abra a sua mão direita, com o polegar aberto e os demais dedos unidos.

2⁰ Disponha a mão de modo que o polegar aponte na direção e no sentido da corrente elétrica no fio, e os demais dedos, na direção e no sentido das linhas de indução do campo magnético.

3⁰ Com a mão assim disposta, imagine que você vai "dar um tapa" no ar. A direção e o sentido do tapa indicam a direção e o sentido da força magnética.

Linhas de indução de um campo magnético.

São linhas tais que o vetor B é tangente a elas em cada ponto e são traçadas mais próximas umas das outras, em que B é mais intenso.

Entre polos distintos Norte e Sul podemos obter experimentalmente um campo magnético uniforme. Temos um campo magnético uniforme entre os pontos N e S, de um ímã tais que as faces desses polos sejam planas, paralelas e grandes, comparadas com a separação entre elas.

[ Imagem Campo Magnético Uniforme ]

Deve-se traçar linhas de indução paralelas, igualmente espaçadas e dirigidas de N para S.

Uma carga elétrica descreverá uma trajetória circular dentro de um campo magnético, Quando B for uniforme e a carga for lançada com uma velocidade v perpendicular a B.

[ Equação do Raio da partícula ]

Expressão matemática que nos permite calcular a força que um campo magnético exerce sobre um condutor percorrido por uma corrente, colocado nesse campo.

F = BiL.sen@ 

em que B é o valor do campo magnético ( uniforme ), i é a corrente no fio, L é o seu comprimento e @ é o ângulo do fio ( retilíneo com B). [ imagem ]

Procedimento para determinar a direção e o sentido dessa força que atua no condutor:

Usando a "regra do tapa", o polegar no sentido de i, ( movimento das cargas ), os demais dedos no sentido de B, e a palma da mão indicando a direção e o sentido de F.

Como funciona o motor de corrente contínua:

[ Imagem 1 ]

[ Imagem 2 ]

Na primeira figura, a corrente enviada pela bateria faz aparecer forças magnéticas que imprimem uma rotação à espira. Após completar meia-volta, a extremidade C entra em contato com a “escova” E’ e G com a “escova E; assim, a espira recebe um novo impulso no mesmo sentido que o anterior. O processo continua, havendo um impulso das forças magnéticas sobre a espira do motor cada vez que C e G entram em contato com E e E’.

Na segunda figura, o motor possui vários conjuntos de espiras  ( como os conjuntos I e II indicados). Assim, os impulsos das forças magnéticas sobre esses conjuntos são mais frequentes, aumentando a potência do motor ( os impulsos magnéticos ocorrerão toda vez que um conjunto de espira ocupar a posição das espiras I ).

Uma partícula Alpha, núcleo do átomo de He, penetra em uma região EFGH, onde existe um campo magnético uniforme. Observa-se que a partícula é então, desviada da maneira mostrada na [ figura ]

Nessas condições podemos concluir que a orientação do vetor B na região EFGH está saindo da folha de papel e perpendicular a ela.

Pela figura do problema, concluímos que, quando a partícula Alpha ( carga positiva ) penetra no campo magnético, ela ficou sob ação de uma força magnética F dirigida de E para H. Então, usando a regra do tapa, temos, polegar para a direita ( v ), palma da mão para baixo ( F ), e os demais dedos mostram que B está saindo do papel.

Seja F, a força exercida por um campo magnético B sobre uma partícula que se move nesse campo com uma velocidade v. É correto afirmar que

• F é sempre perpendicular a B.

• F é sempre perpendicular a v.

Podemos lançar uma partícula em um campo magnético de tal modo que sua velocidade v forme qualquer ângulo com B ( @ = 0⁰, @ = 30⁰, @ = 90⁰, @ = 180⁰, etc), observe a [ Figura ]

Raios cósmicos – Diversos tipos de partículas que se movem pelo universo em altas velocidades. 

   Na época em que óleo de baleia era usado nas lâmpadas e a iluminação elétrica começava a ser utilizada, uma questão premente era que forma de energia possibilitaria a iluminação elétrica. A pessoa que deu a melhor resposta para esta questão foi Nikola Tesla, um sérvio que emigrou para a América, proveniente do Império Austríaco, em 1884.

            Ele trabalhava dia e noite reprojetando os motores e geradores ineficientes de Edison, pensando que seria recompensado com um bônus atraente se tivesse sucesso. Quando o bônus não se materializou, tesla foi embora. 

            Tesla estava muito à frente de seu tempo. Com a tecnologia disponível e com os recursos que dispunha em sua época, ele deixou um legado de ideias e patentes tecnológicas para as futuras gerações. Tesla, lutando contra  muitas adversidades, conseguiu financiamento para construir uma enorme torre para demonstrar ao mundo a viabilidade da transmissão transatlântica de eletricidade sem fio. O projeto acabou abandonado por questões financeiras, principalmente pelo modo alienado que o cientista Tesla gerenciava seus projetos.

            A eletrostática é a parte da ciência em que é estudado fenômenos elétricos em que as cargas não estão se movimentando. Diferentemente da eletrodinâmica, em que se estuda fenômenos elétricos de cargas em movimento, o qual damos o nome de corrente elétrica. Nikola Tesla, buscava uma maneira de transmitir energia através de campos, sem o uso de fios, ou seja, sem corrente elétrica em determinadas fases da transmissão. A partir da transmissão completa, a corrente elétrica passaria a existir apenas nas máquinas e equipamentos que receberão energia pela tecnologia de Tesla.