Campos magnéticos gerados por bobinas e a lei de Ampére

Sempre que temos movimento ordenado de elétrons em um condutor temos a criação de um campo magnético ao redor do condutor, sendo a direção da corrente a resultante de um produto vetorial que indica o sentido de rotação do campo magnético ao redor do condutor. Se o formato do condutor for o de uma espiral temos um dos objetos de estudo do nosso trabalho, a bobina.

Para iniciar a discussão sobre as diferentes modelagens da lei de Ampére é necessário a apresentar na sua forma mais completa conhecida como lei integral de Ampére

Onde B é o campo magnético, I é a corrente e 𝝁 é a constante magnética.

A modelagem deste fenômeno foi desenvolvida, em sua forma mais simples, após a publicação de 1820 de Hans Cristian Ursted, que atestava a relação entre corrente elétrica e magnetismo. Jean-Baptiste Biot e Félix Savart publicaram seus trabalhos anos depois sendo chamada de lei de Biot-Savart. Entretanto essa simplificação da lei de Ampére funciona apenas com campos magnéticos criados por condutores retilíneos como mostra figura abaixo:

Imagem 1: regra da mão direita em condutor linear

Fonte: Domínio público

A lei de Biot-Savart é dada por:

Onde B é o valor do campo magnético, I é a corrente do condutor (que deve ser constante), R é a distância do condutor à linha de campo onde o valor do campo quer ser calculado e 𝝁 é a constante magnética.

Mas considerando um campo magnético formado por um condutor em espiral chamado de solenoide como mostra a figura abaixo:

Imagem 2: Campo magnético formado por um solenoide

Fonte: https://www.miniphysics.com/ss-magnetic-field-due-to-current-in-a-solenoid.html

 a lei integral de Ampére pode ser modelada da seguinte maneira:

Onde B é o campo magnético, I é a corrente elétrica que passa no condutor, n é o número de espiras no solenoide e 𝝁 é a constante magnética.

No caso do nosso trabalho a segunda modelagem será mais utilizada e será o ponto de partida para começar a construção do nosso projeto, pois ao saber como as variáveis do nosso projeto se relacionam podemos dimensionar as formas do nosso projeto.

Referências:

http://coral.ufsm.br/cograca/graca7_2.pdf

http://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-biotsavart.htm

http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-ampere/

https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/campo-magnetico---condutor-retilineo-aplicacoes-da-lei-de-ampere.htm

Postado por: Ciro Matheus de Lima Costa