Forças entre correntes elétricas

Alfaconnection
By Lucien Silvano Alhanati

_{_Física}

_{_{Eletromagnetismo
MAG}}

_{_{Força magnética
MAG02}}

LEGENDA:
representação do vetor x -- x (em negrito)
representação do módulo do vetor x -- x (normal)

representação de um vetor perpendicular ao plano do desenho.

Forças de interação entre condutores percorridos por correntes elétricas MAG0203

Determinação do sistema de forças que atua sobre dois condutores retilíneos e paralelos. MAG020301

Considere dois condutores retilíneos de grande comprimento (1) e (2) separados por uma distância d e percorridos por correntes elétricas i₁ e i₂ respectivamente.

Campo magnético que cada condutor produz na posição ocupada pelo outro.

B₁ campo produzido pelo condutor (1) na posição do condutor (2)
Módulo: B₁ = (m_o / 2p).(i₁ / d)
Direção: perpendicular ao plano definido pelos condutores
Sentido: entrando no plano da figura
B₂ campo produzido pelo condutor (2) na posição do condutor (1)
Módulo: B₂ = (m_o / 2p).(i₂ / d)
Direção: perpendicular ao plano definido pelos condutores
Sentido: saindo do plano da figura

As forças magnéticas sobre os condutores têm a orientação mostrada na figura.
As forças de interação entre os condutores são iguais e contrárias, uma vez que constituem forças de ação e reação (3^a Lei de Newton)

Invertendo o sentido de uma das corrente as forças de interação entre os condutores os sentidos das forças são invertidos, como mostra a figura.

Conclusão:

correntes de mesmo sentido >>> forças atrativas

correntes de sentidos contrários >>> forças repulsivas.

Cálculo do módulo das forças que atuam sobre um comprimento L do condutor.
Como as forças são iguais e contrárias vamos calcular o módulo de uma delas, o módulo de F₂

Definição do ampère. MAG020302

Um ampère é a intensidade de corrente elétrica que percorrendo dois condutores retilíneos, paralelos, de grande comprimento, separados por uma distância de 1 metro e situados no vácuo, produz em cada condutor uma força de 2x10^-7 N por metro de condutor.

Definição do tesla. MAG020303

Consideremos um condutor retilíneo de comprimento L percorrido por uma corrente i disposto ortogonalmente a um campo magnético B . O módulo da força magnética que atua sobre o condutor é: F = BiL >>> B = F / i.L

1 T = 1 N / 1 A.1 m

Um tesla 1T é a indução de um campo magnético que produz uma força de 1N em cada metro de condutor retilíneo percorrido por uma corrente de 1 A disposto perpendicularmente ao campo.

Comparação entre forças de interação entre imãs e forças de interação entre condutores percorridos por correntes elétricas. MAG020304

Sabemos que nos imãs:

pólos de mesmo nome se repelem e de nomes diferentes se atraem.

quando colocados num campo magnético, sobre o pólo norte atua uma força na mesma direção e sentido do campo e sobre o pólo sul atua uma força na mesma direção e de sentido contrário ao do campo.

as linhas de indução saem do pólo norte e chegam ao pólo sul

Sabemos que nas espiras percorridas por correntes:

de mesmo sentido se atraem e contrários se repelem

as linhas de indução saem de uma face da espira e entram pela outra face.

Conclusões:

As espiras e os imãs produzem campos magnéticos com o mesmo aspecto.

As espiras e os imãs têm o mesmo comportamento

Na análise do comportamento magnético podemos substituir una espira por um imã ou vice versa.

Eletromagnetismo