Efisica

Cálculo da força - 2ª Lei elementar de Laplace

 

Podemos determinar o módulo, a direção e o sentido da força que atua no condutor.


a. Modulo

 

É calculado pela 2a lei elementar de Laplace. Para calcularmos a força, imaginamos o condutor dividido em um número muito grande de partes. Cada uma dessas partes é chamada um elemento do condutor. A 2a lei de Laplace se refere ao módulo da força que atua em cada um desses elementos; por isso é chamada lei elementar.

Seja:



Figura 288
o comprimento de um elemento;
i a intensidade da corrente;
a indução magnética no lugar em que está o elemento;
o ângulo formado por e a tangente ao elemento.

A 2a lei elementar de Laplace diz que o módulo da força que atua em vale:

Isto é, a força que atua no elemento de condutor é diretamente proporcional à intensidade da corrente, à indução magnética, ao comprimento do elemento e ao seno do ângulo que o elemento faz com a indução magnética. Essa é a 2a lei elementar de Laplace.

A força que atua no condutor inteiro é dada pela soma vetorial de todos êsses .


b. Direção

 

é perpendicular ao plano determinado por e . No caso da figura 288, o plano determinado por e é o próprio plano do papel; então é perpendicular ao plano do papel.

c. Sentido

 

É dado por uma regra prática, chamada regra dos três dedos da mão esquerda: colocando-se o polegar no sentido do campo e o indicador no sentido da corrente, então o médio dará o sentido da força (fig. 289). Êsses três dedos devem ser da mão esquerda. Na figura anterior, por exemplo, é dirigida para trás do papel.

NOTA IMPORTANTE

É muito importante comparar o comportamento de um campo magnético em relação a um ímã com o comportamento em relação a uma corrente elétrica. Quando um ímã é colocado num campo magnético, a força que atua na massa magnética é dada por:

regra dos três dedos da mão esquerda

Figura 289

Quando uma corrente elétrica é colocada em um campo magnético, a força que atua num elemento do condutor vale:

Portanto, a intensidade de campo magnético, , é responsável pela força que atua numa massa magnética (num ímã); a indução magnética, , é responsável pela força que atua numa corrente elétrica (num condutor).


Observação relativa às duas leis elementares de Laplace

 

Poderá ocorrer ao leitor a seguinte dúvida: como se deduzem as duas leis elementares de Laplace?

Essas duas leis não têm demonstração. Elas são na verdade dois postulados; isto é, nós admitimos, como ponto de partida para o estudo dos dois primeiros fenômenos eletromagnéticos, que as duas equações de Laplace sejam verdadeiras, sem demonstrá-las diretamente. E sabemos que elas realmente são verdadeiras porque as aplicações dessas duas leis elementares sempre nos levam a resultados que são confirmados pela experiência.

 

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