Baixe História do Eletromagnetismo: Descoberta e Desenvolvimento e outras Slides em PDF para Física, somente na Docsity!
Eletrônica Geral
Mecatrônica – 1º Etapa Denomina-se eletromagnetismo a ciência que estuda as propriedades elétricas e magnéticas da matéria e, em especial, as relações que se estabelecem entre elas.
1. - ‐Históriado eletromagnetismo A existência de forças naturais de origem elétrica e magnética fora observada em contextos históricos independentes, mas só na primeira metade do século XIX um grupo de pesquisadores conseguiu unificar os dois campos de estudo e assentar os alicerces de uma nova concepção da estrutura física dos corpos. No final do século XVIII Charles-Augustin de Coulomb e Henry Cavendish haviam determinado as leis empíricas que regiam o comportamento das substâncias eletricamente carregadas e o dos ímãs. Embora a similaridade entre as características dos dois fenômenos indicasse uma possível relação entre eles, só em 1820 se obteve prova experimental dessa relação, quando o dinamarquês Hans Christian Oersted, ao aproximar uma bússola de um fio de arame que unia os dois pólos de uma pilha elétrica, descobriu que a agulha imantada da bússola deixava de apontar para o norte, orientando-se para uma direção perpendicular ao arame. Pouco depois, André-Marie Ampère demonstrou que duas correntes elétricas exerciam mútua influência quando circulavam através de fios próximos um do outro. Apesar disso, até a publicação, ao longo do século XIX, dos trabalhos do inglês Michael Faraday e do escocês James Clerk Maxwell, o eletromagnetismo não foi - nem começou a ser - considerado um autêntico ramo da física. 2. - ‐Forças entre cargas pontuaisealeide Coulomb A experiência básica da eletrostática foi primeiramente apresentada por Coulomb, em 1785, usando pequenos corpos carregados, considerados como cargas pontuais. O resultado deste experimento é dado pela lei de Coulomb, a qual estabelece que a força, F , entre duas cargas pontuais, Q 1 e Q 2 , é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância, d , entre elas, ou seja: d^2 48 F k Q 1 Onde:^ Q 2 F é a força entre as cargas em Newtons, N; Q 1 é a carga pontual 1, em Coulombs, C; Q 2 consiste na carga pontual 2, em Coulombs, C; d é a distância entre as cargas, em metros, m; k é a constante de proporcionabilidade, para o ar ou a vácuo, 8,98 x 109 Nm^2 /C^2. Exemplo 1 - Qual a magnitude da força elétrica em um elétron no átomo de hidrogênio, exercida pelo próton situado no núcleo atômico. Considere que o raio médio da órbita
introdução
Eletromagnetismo é o ramo da física
que estuda a relação entre as forças
da eletricidade e do magnetismo
como um fenômeno único. Ele é
explicado pelo campo magnético. É o
mesmo que dizer que é possível gerar
energia movimentando um ímã
próximo a um indutor ou um
condutor. Esse movimento faz com
que os elétrons se movimentem,
resultando em tensão elétrica, ou
energia eletromagnética.
Eletrônica Geral
Mecatrônica – 1º Etapa Figura 49 - Campos elétricos devido a cargas pontuais. Figura 50 - Campo elétrico uniforme. 10.4 - ‐O campomagnético Uma carga elétrica estática produz um campo elétrico, como foi discutido no item anterior. Uma corrente elétrica, por outro lado, produz um campo magnético. Por exemplo, um fio que conduz uma corrente I tem um campo magnético que o circunda, Figura 51. Quando se explora este campo com uma a agulha de uma bússola, o campo magnético produz na agulha uma força de alinhamento ou torque de tal modo que a agulha sempre se orienta perpendicularmente a uma linha radial que se origina no centro do fio. Esta orientação é paralela ao campo magnético. Se acompanharmos o movimento da agulha descobriremos que o campo magnético forma círculos fechados em torno do fio. Figura 51 - Campo magnético gerado por um fio. 50
Eletrônica Geral
Mecatrônica – 1º Etapa A direção do campo magnético é considerada direção “norte” como indicada pela agulha da bússola, Figura 52. A relação entre as direções do campo magnético e da corrente pode ser facilmente relembrada por meio da regra da mão direita. Com o polegar apontado na direção da corrente, Figura 53, os dedos da mão direita que envolvem o fio apontam no sentido do campo magnético ou linhas do fluxo magnético. Figura 52 - Orientação da agulha da bússola em relação ao campo magnético. Figura 53 - Regra da mão direita. 51 10.5 - ‐Lei deFaraday No item anterior observamos que um condutor conduzindo uma corrente produz um campo magnético. Por volta de 1831, Michael Faraday e Joseph Henry, descobriram, de forma independente, que o efeito inverso também é possível. Isto é, um campo magnético pode produzir uma corrente num circuito fechado, porém com o importante requisito de que o campo magnético que enlaça, envolve, o circuito deve estar variando. Uma característica importante dos campos magnéticos variantes é que qualquer corrente induzida tem um sentido tal que o campo magnético que ela gera se opõe à
Os principios do Eletromagnetismo se aplicam em varias diciplinas afins, tais como microondas ,antenas maquina s elericas,comuniçãoes por sateletes ,bioeletromagnetismo,plasmas ,pesq uisa nuclear , fibra otica ,interferencia e compatibilidade eletromagnetica, conversão eletromecanica de energia metorologia para radar e sensoreamento remoto.
Em fisica medica , por exemplo a energia eletromagnetica seja na forma de ondas curtas ou de microondas é utilizada para aquecer tecidos mais profundos e para estimular certas respostas fisiologicas ,afim de aliviar a dor em determinadas patologias os campos eletromagneticos são utilizados em aquecedores indutivos para fundir ,forjar recozer temperar superficies e para operaçoes de soldagem. Equipamentos para aquuecimento de diletricos utilizam ondas curtas para unir selar laminas finas de materias plasticos. A energia eletromagnetica possiblita muitas apliçoes novas e interressantes em agricultura. É utilizada , por exemplo para alterar o sabor de vegetais, reduzindo sua acidez
A importancia do eletromagnetismo na informática O conteúdo do eletromagnetismo é muito amplo, e seu estudo oportuniza o entendimento de uma variedade de dispositivos e diversas outras coisas que fazem parte do nosso dia a dia. Sem o eletromagnetismo é impossível, até hoje, armazenar dados em um dispositivo. Para o computador funcionar é preciso utilizar evento chamado de eletrização. Através dessa eletrização, as peças do computador se comunicam e funcionam. Um dos principais dispositivos responsáveis pelo funcionamento desse instrumento são os transistores, que são utilizados na criação de circuitos integrados e fazem com que os computadores utilizem a linguagem binária, permitindo a passagem de energia representa o “1” e resistir à passagem de energia representa “0”. Isso ajuda, principalmente, no processamento de dados. Dentre as diversas aplicações do eletromagnetismo na informática, destacam-se os dispositivos de armazenamento, mais precisamente os HDs:
Em HDs os dados são gravados a partir do fenômeno do eletromagnetismo. Hans Oersted percebeu que todo condutor que é percorrido por uma corrente elétrica, gera um campo magnético ao redor de si mesmo. Então, para que os dados possam ser armazenados e lidos pelo HD são envolvidas diversas características, como o tipo da superfície onde estarão guardados os dados. A cabeça de leitura (usadas para ler e gravar dados no disco) e gravação é envolvida por uma bobina. É por essa bobina que a corrente elétrica se desloca, gerando um campo magnético, sobre a cabeça de leitura e gravação. ser executada a leitura de dados dispostas no HD, é necessária a indução de uma corrente elétrica sobre a cabeça de leitura, e quando esta passar por uma superfície do disco, que esteja magnetizada, a cabeça de leitura possibilita o acesso dos bits pela placa lógica do HD.
CONCLUSÃO Apoz ter abordado sobre o tema pode conclui que eletromagnetismo foi imprescindível para o avanço tecnológico e a transformação da sociedade como a conhecemos atualmente. Graças aos estudos do eletromagnetismo, foi possível criar equipamentos indispensáveis para a vida contemporânea, como os motores elétricos, transformadores de tensão, forno micro-ondas, antenas de transmissão de dados e os cartões magnéticos. Os telefones móveis funcionam através das ondas eletromagnéticas, fundamentais para as comunicações sem fio. A importância desta teoria da física pode ser vista todos os dias, nos mais variados equipamentos elétricos eletrônicos, que não existiriam sem estes estudos.nos mais variados equipamentos electrico que não existiam sem este estudo.
