Lei de Ampère

Aplicações da Lei de Biot-Savart

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Aplicações da Lei de Ampère

Lei de Ampère

A lei de Ampère está relacionada com uma importante propriedade geral dos campos magnéticos. Nós a derivaremos para o caso especial do campo de um ou mais condutores retilíneos, longos e paralelos. Usando a lei de Biot-Savart pode-se mostrar facilmente (eq.1) que o campo magnético produzido por uma corrente elétrica pode ser expresso pela seguinte expressão;

(1)

onde c é a velocidade da luz a qual pode ser expressa por

. Sendo m_o a permeabilidade magnética e e_o a permissividade elétrica e. Assim podemos reescrever a equação do campo magnético da seguinte forma;

(2)

(3) A equação acima pode também ser escrita na seguinte forma geral;

. (4)

ou ainda

(5) como as cargas variáveis no tempo geram campos elétricos variáveis no tempo então podemos dizer, a partir desta relação, que deve existir uma conexão entre os campos elétricos e magnéticos.

a qual estabelece que cargas elétricas variáveis no tempo geram campos magnético. Este é um resultado muito importante pois estabelece uma conexão entre a eletricidade e o magnetismo. Em particular a equação acima é derivada da uma lei fundamental do eletromagnetismo denominada de Lei de Ampère. A lei de Ampère é uma das quatro equações de Maxwell as quais regem o eletromagnetismo em sua forma mais geral. Este resultados leva-nos a pensar que campos magnéticos e campos elétricos devam estar correlacionados por algum processo. Discutiremos este caso mais tarde.
Vimos então, que correntes elétricas em condutores induzem campos magnéticos. A simulação abaixo mostra os campos magnéticos induzidos por um conjunto de 4 aneis metálicos (condutores) percorridos por corrente elétrica (i). Observe os sentidos das correntes em cada anel e do campo magnético (B) induzido por i.

Fig. 1 - Campo magnético induzido por correntes elétricas

- Sentido do Campo Magnético : Regra da Mão Direita

De acordo com o discutido acima vamos imaginar uma espira condutora percorrida por uma corrente elétrica i. Veja figura abaixo (Fig.2). De acordo com a lei de Ampère temos que corrente produzem campos magnético. Como se comporta este campo magnético ? Este campo será equivalente ao campo criado por um imã, como mostra a figura abaixo. Este exemplo vem fortalecer a idéia de conexão entre campos elétrico e campos magnéticos. Em resumo, podemos dizer que cargas elétricas estáticas criam campos elétricos estáticos, mas cargas elétricas variáveis no tempo ou cargas em movimento geram campos elétricos variáveis no tempo que induzem campos magnéticos.

Fig. 2 - Campo magnético induzido por correntes elétrias.
O sentido do campo é determinado pela regra da mão direita

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