Física

Força magnética criada por uma corrente elétrica

by

Você já viu que ímãs possuem campo magnético naturalmente, e que cargas em movimento sofrem força magnética. Mas será que correntes elétricas também criam campos magnéticos?

Sim! Isso foi uma descoberta histórica que ligou Eletricidade e Magnetismo, dando origem ao Eletromagnetismo.

🧪 Experimento de Oersted

Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu por acaso que uma corrente elétrica desviava a agulha de uma bússola próxima.

Conclusão: correntes geram campos magnéticos ao seu redor.

📌 Campo Magnético Gerado por um Fio Longo

Um fio retilíneo, percorrido por uma corrente elétrica I, cria um campo magnético circular ao seu redor.

👉 Fórmula:

 

B=μ0I2πdB = \frac{\mu_0 I}{2\pi d}

  • B: intensidade do campo magnético (Tesla, T)

  •  permeabilidade do vácuo (4π × 10⁻⁷ T·m/A)

  • I: corrente elétrica (A)

  • d: distância do ponto ao fio (m)

✋ Regra da Mão Direita

  • Segure o fio com o polegar apontando na direção da corrente.

  • Os outros dedos curvados mostram o sentido das linhas de campo magnético: circulares ao redor do fio.

✅ Fio Longo

Qual é o campo magnético a 5 cm de um fio longo que transporta uma corrente de 10 A?

 

B=μ0I2πd=4π×10−7×102π×0,05=4π×10−60,1π=4×10−5 TB = \frac{\mu_0 I}{2\pi d} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 0,05} = \frac{4\pi \times 10^{-6}}{0,1\pi} = 4 \times 10^{-5}~T


O campo é 4 × 10⁻⁵ T a 5 cm do fio.

📌 Campo Magnético no Centro de uma Espira Circular

Uma espira é um fio dobrado em forma de círculo. No centro, o campo magnético é:

 

B=μ0I2RB = \frac{\mu_0 I}{2R}

  • R: raio da espira.

As linhas de campo passam pelo centro, saindo de um lado e voltando pelo outro.

✅ Espira

Uma espira de raio 10 cm conduz 2 A. Qual o campo no centro?

 

B=μ0I2R=4π×10−7×22×0,1=8π×10−70,2=4π×10−6 T≈1,26×10−5 TB = \frac{\mu_0 I}{2R} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 2}{2 \times 0,1} = \frac{8\pi \times 10^{-7}}{0,2} = 4\pi \times 10^{-6}~T \approx 1,26 \times 10^{-5}~T

 


Campo no centro ≈ 1,26 × 10⁻⁵ T.

📌 Campo Magnético no Interior de um Solenoide

Um solenóide é uma bobina longa com várias espiras. Dentro dele, o campo magnético é uniforme:

 

B=μ0nIB = \mu_0 n I

 

  • n: número de espiras por metro.

  • I: corrente.

✅ Solenoide

Um solenoide tem 1000 espiras em 0,5 m. A corrente é 3 A. Qual o campo interno?

 

n=10000,5=2000 espiras/mn = \frac{1000}{0,5} = 2000~\text{espiras/m}

 

B=μ0nI=4π×10−7×2000×3=24π×10−4≈7,54×10−3 TB = \mu_0 n I = 4\pi \times 10^{-7} \times 2000 \times 3 = 24\pi \times 10^{-4} \approx 7,54 \times 10^{-3}~T

 


Campo ≈ 7,54 × 10⁻³ T dentro do solenoide.

🔗 Força entre Fios Paralelos

Duas correntes elétricas próximas interagem: criam campos magnéticos que atraem ou repelem os fios.

📌 Regra prática:

  • Correntes mesmo sentido: fios se atraem.

  • Correntes sentidos opostos: fios se repelem.

👉 Fórmula da força por metro:

 

FL=μ0I1I22πd\frac{F}{L} = \frac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi d}

✅ Fios Paralelos

Dois fios longos, 2 cm separados, conduzem 5 A cada um, em mesmo sentido. Qual a força por metro?

 

FL=4π×10−7×5×52π×0,02=100π×10−70,04π=100×10−70,04=2,5×10−4 N/m\frac{F}{L} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5 \times 5}{2\pi \times 0,02} = \frac{100\pi \times 10^{-7}}{0,04\pi} = \frac{100 \times 10^{-7}}{0,04} = 2,5 \times 10^{-4}~N/m


Força por metro: 2,5 × 10⁻⁴ N/m, fios se atraem.

⚙️ Aplicações Práticas

✔️ Eletroímãs: campainhas, guindastes magnéticos.
✔️ Motores elétricos: fios em bobinas geram campos que interagem.
✔️ Transformadores: bobinas que criam campos variáveis.
✔️ Trens Maglev: campos magnéticos gerados por correntes criam levitação.

✅ Resumo Final

🔑 Correntes criam campos magnéticos.
🔑 Fio longo → campo circular.
🔑 Espira → campo no centro.
🔑 Solenóide → campo uniforme dentro.
🔑 Fios paralelos → atraem ou repelem conforme o sentido das correntes.