18.4 - Campo Magnético de Uma Corrente Elétrica e Motores Elétricos
Aula 7 - 3º ano - 2º bim.
18.4.1- Campo magnético de uma corrente elétrica
Como foi visto na aula anterior, uma corrente elétrica produz efeitos magnéticos. Então esta corrente elétrica cria no espaço ao seu redor um campo magnético. Podemos estudar a forma deste campo por meio da análise das linhas de indução.
Jogando-se limalha de ferro em uma região próxima a um fio onde passa uma corrente elétrica é possível visualizar as linhas de indução, que são mostradas na figura.
As linhas de indução formam uma imagem de vários círculos concêntricos (mesmo centro), centralizados no fio.
O sentido das linhas e do campo magnético (lembre-se que as linhas de indução seguem a forma do campo magnético) é dado pela regra da mão direita.
18.4.2- Regra da mão direita
O sentido de um campo magnético é dado pela seguinte regra prática: Coloque sua mão direita com o polegar apontando na direção do fio e no sentido da corrente elétrica. Dobre ligeiramente os demais dedos. O sentido indicado pelos outros dedos é o sentido do campo magnético gerado pela corrente elétrica que passa pelo fio. Lembre-se que o sentido convencional da corrente elétrica é do pólo positivo de uma pilha para o pólo negativo.
18.4.3- Campo magnético de uma espira
Uma espira é um fio enrolado, como mostra a figura. Se neste fio estiver passando uma corrente elétrica, esta corrente irá gerar um campo magnético com a direção e sentido dados pela regra da mão direita, mostrada no tópico anterior.
Desenhando as linhas de indução de uma espira podemos ver que ela se comporta como se fosse um ímã, as linhas de indução “saem” por um dos lados da espira (pólo norte da espira), “entram” pelo outro lado da espira (pólo sul da espira)e terminam seu percurso por dentro da espira.
18.4.4- Campo magnético de um solenóide
Um solenóide é um conjunto de várias espiras, como mostrado na figura. Então o campo magnético de um solenóide tem a mesma forma do campo de uma espira, mas o seu valor é proporcional ao número de espiras por unidade de comprimento.
O campo magnético de um solenóide pode ser amplificado (aumentado) colocando-se uma barra maciça de ferro na parte interna do solenóide. O campo magnético do solenóide alinha o campo magnético dos átomos de ferro, então a barra de ferro também se comporta como um ímã, aumentando o valor do campo magnético total do conjunto.
Este é o tipo mais comum de eletroímã, tem muitas aplicações, desde pequenos motores elétricos a grandes eletroímãs utilizados para levantar carros em ferros-velhos.
18.4.5- Motores elétricos
A figura a seguir mostra o esquema de funcionamento de um motor elétrico:
A espira funciona como um ímã, quando está passando corrente elétrica através dela. Como a espira está funcionando como um ímã seu pólo sul é atraído pelo pólo norte do ímã que está posicionado sob a espira. Quando a espira gira, por que seu pólo sul foi atraído, a parte do fio que está isolada com a cobertura de verniz entra em contato com o mancal interrompendo a corrente elétrica, então a espira pára de se comportar como um ímã ficando livre para se movimentar sem a influência do ímã. Finalmente, por inércia a espira continua girando até que a parte do fio de cobre sem verniz entre em contato, novamente, com o mancal e o movimento recomeça.
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