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Então não só um campo magnético aplica força sobre uma
carga em movimento, nós vamos aprender agora que uma carga em movimento
ou uma corrente elétrica pode criar um campo magnético.
Então existe um tipo de simetria aqui.
E como vamos aprender mais tarde quando aprendermos cálculo
veremos isso de uma maneira um pouco mais rigorosa, você vai ver que
campo magnético e campo elétrico são, na verdade, dois lados
de uma mesma moeda, do campo eletromagnético.
Mas de qualquer forma, não vamos nos preocupar com isso agora.
E acho que é suficiente por ora considerar que a corrente
pode realmente induzir um campo magnético.
E na verdade, apenas um elétron em movimento
cria um campo magnético.
E faz isso na superfície de uma esfera -- Não vou entrar
nesse assunto agora.
Porque a matemática fica um pouco extravagante nesse caso.
Mas o que você pode buscar são suas aulas de física
do ensino médio -- não vamos nos aprofundar em cálculos
vetoriais -- é apenas que se você tiver um fio metálico
deixe-me desenhar o fio.
Esse é o fio.
E ele for percorrido por corrente, verifica-se que esse fio
vai gerar um campo magnético.
E o formato do campo magnético será de
circunferências concêntricas ao redor do fio.
Deixe-me ver se consigo desenhar isso.
Então aqui vou desenhar isso da mesma forma que eu tento desenhar
sólidos de rotação nos vídeos de cálculo.
Então o campo magnético iria para atrás e para frente
dessa forma.
Ou outra maneira que você pode imaginar isso -- vamos abaixar
aqui -- é como o lado esquerdo do fio.
Se você considerar que o fio está no plano do seu vídeo o
campo magnético está saindo da sua tela.
E desse outro lado, do lado direito, o campo magnético está
entrando na tela.
Estará entrando na tela.
Você pode imaginar isso, não?
Você pode imaginar que se, nesse desenho aqui, você pode dizer que
aqui é onde isso intercepta a tela.
Tudo isso está como que 'atrás' da tela.
E tudo isso aqui está 'na frente' da tela.
E aqui é onde está saindo.
E aqui onde está entrando na tela.
Com sorte isso fará sentido.
E como eu sei que está rotacionando dessa maneira?
Bem, na verdade, isso vem do cálculo do produto vetorial
quando você usa uma carga normal e tudo isso.
Mas não vamos falar sobre isso agora.
Então existe uma outra regra da mão direita
que você pode usar.
E é como se você literalmente segurasse esse fio, ou você se imagina
segurando o fio, com sua mão direita, com seu dedão apontando
para o sentido da corrente.
E se você segurar esse fio com o polegar no mesmo sentido
da corrente, seus dedos estarão
no sentido do campo magnético.
Vou tentar desenhar isso.
Vou desenhar em azul.
Então se meu polegar, meu polegar vai junto com a ponta
do fio.
E então minha mão se curva ao redor do fio.
Essas são minhas articulações.
Essas são as veias da minha mão.
Essa é minha unha.
Então, como você pode ver, se eu estiver segurando esse mesmo fio -- deixe-me
desenhar o fio.
Então se eu estiver segurando esse mesmo fio, nós vemos que meu polegar
apontará no sentido da corrente.
Então isso é uma coisinha nova para decorar.
E pra onde o campo magnético está indo?
Bem, ele tem o mesmo sentido dos meus dedos.
Meus dedos estão pulando para fora desse lado do fio
Eles estão saindo desse lado do fio.
E estão entrando, ou pelo menos minha mão está
entrando, desse outro lado.
Está entrando na tela.
Espero que isso faça sentido.
Agora, como podemos quantificar?
Bem, antes de quantificar, vamos pensar um pouco mais
sobre o que está acontecendo.
Acontece que quanto mais perto você fica do fio, maior
é o campo magnético, e quanto mais você se afasta
mais fraco fica.
E isso meio que faz sentido se você imaginar que o campo
magnético está se espalhando.
Eu não quero fazer analogias muito sofisticadas
mas se você imaginar o campo magnético se espalhando
quanto mais se afasta maiores, mais largas serão as
circunferências que se espalham.
E, na verdade, a fórmula que eu vou te passar meio que
indica isso.
Então a fórmula para o campo magnético -- e isso é
realmente definido com produto vetorial e coisas do tipo,
mas para o nosso objetivo não vamos nos preocupar com isso.
Você apenas terá que saber que essa é a forma se a
corrente tiver esse sentido.
E, é claro, se a corrente for para baixo então o
campo magnético inverterá seu sentido.
Mas ainda serão círculos
concêntricos ao redor do fio.
mas de qualquer forma, qual a intensidade desse campo?
A intensidade do campo magnético é igual 'mi' -- que é
uma letra grega, que eu vou explicar em um segundo --
vezes a corrente dividido por 2 'pi' r.
Então isso tem indícios do que
eu estava falando antes.
Quanto mais você se afasta -- em que r é o quão distante você está
do fio -- quanto mais você se afasta, se o r fica maior,
a intensidade do campo magnético fica menor.
E esse 2 pi r, isso parece muito com o
comprimento da circunferência.
Então isso te dá a dica.
Eu sei que eu não fiz nenhuma demonstração rigorosa.
Mas pelo menos isso te dá uma dica tipo, 'olha, tem uma
pequena fórmula do
comprimento da circunferência aqui'.
E isso meio que faz sentido, não é?
Porque o campo magnético nesse ponto
é meio que um círculo.
A intensidade é proporcional ao inverso do raio ao redor do fio.
Agora o que é esse mi, essa coisa que parece um 'u'?
Bem, essa é a constante de permeabilidade do material do
no qual o fio está imerso.
Então o campo magnético terá uma intensidade
diferente dependendo de onde o fio esteja imerso,
na borracha, no vácuo, ou
ar ou metal ou água.
E para os propósitos das aulas de física do seu ensino médio nós
vamos assumir que ele está no ar.
E o valor para o ar é bem parecido com o
valor do vácuo.
E isso é chamado permeabilidade do vácuo.
E eu esqueci qual é o valor.
Eu posso dar uma olhada.
Mas realmente deve ter esse valor
na sua calculadora.
Então vamos criar uma questão, apenas para termos
números para colocar na fórmula.
Então vamos dizer que temos essa corrente e ela é -- eu não sei
a corrente é igual a -- eu vou
inventar um número.
2 amperes
E vamos dizer que eu escolha um ponto, bem aqui, que esteja --
Vamos dizer que esteja a 3 metros
do fio em questão.
Então minha pergunta para você é a intensidade e o
sentido do campo magnético bem aqui.
Bem, a intensidade é fácil.
Nós apenas substituímos os valores na equação.
Então a intensidade do campo magnético nesse ponto
é igual a -- e nós assumimos que o fio estará no
ar ou no vácuo -- a permeabilidade do espaço livre --
é apenas uma constante, apesar de parecer extravagante -- vezes a
corrente vezes 2 amperes dividido por 2 pi r.
Quanto é r?
É 3 metros.
Então 2 pi vezes 3.
Então é igual a permeabilidade do espaço livre.
Então vamos ver.
O 2 e o 2 cancelam, sobre 3 pi.
Então como nós calculamos isso?
Bem, nós sacamos nossa confiável calculadora TI-85.
E eu acho que talvez você fique agradavelmente surpreso ou
chocado ao perceber que -- eu deletei tudo para
você poder ver como cheguei aqui -- ela realmente tem o valor
da permeabilidade do espaço livre armazenado.
Então o que você faz é: você vai para second(auxiliar) e pressiona 'constante'
que é esse botão '4' aqui.
Que é onde as constantes estão guardadas.
Vamos ver, não é nenhuma dessas.
Você aperta 'mais'.
Não é nenhuma dessas, aperta 'mais'.
Ah olha isso!
O mi inútil.
A permeabilidade do espaço livre.
Era o que eu precisava.
E tenho que dividir isso por 3 pi.
Divido por 3 -- e onde está o pi?
Aqui está!
Acima da tecla 'ligar'
Dividido por 3 pi.
Isso é igual a 1,3 vezes 10 a menos sete.
Estará em teslas.
O campo magnético será igual a 1,3 vezes 10
a menos sete teslas.
Então é um campo magnético bem fraquinho.
E é por isso que não temos objetos metálicos sendo
arremessados pelos fios de trás do seu aparelho de televisão.
Mas de qualquer forma, com sorte isso te deu uma pequena -- e
só assim, para você saber como tudo se encaixa.
Nós estávamos dizendo que essas cargas em movimento não apenas podem
ser afetadas por campos magnéticos,não apenas a corrente pode ser a
afetada pelo campo magnético ou apenas uma carga em movimento,
elas realmente criam campos.
E isso meio que cria uma espécie de simetria na sua
cabeça, espero.
Porque isso é verdade também para o campo elétrico.
Uma carga, uma carga fixa, é obviamente atraída ou repelida
por um campo eletrostático.
E isso também cria seu próprio campo eletrostático.
Então isso deve sempre estar em sua mente.
Porque se você continuar estudando física, você vai
descobrir sozinho que os campos elétrico
e magnético são dois lados da mesma moeda.
E ele apenas parece um campo magnético quando você
adota uma perspectiva diferente, quando algo passa
correndo por você.
Enquanto que se você correr junto com essa coisa então isso
parecerá estático.
E então isso terá a forma de um
campo elétrico.
Mas, de qualquer forma, vou te deixar agora.
E no próximo vídeo vou mostrar o que acontece quando nós
temos dois fios percorridos por corrente
paralelos um ou outro.
E você adivinhar que eles podem se atrair ou
repelir um ao outro.
De qualquer forma, te vejo no próximo vídeo.