Campo Magnético

É definido como sendo a região do espaço em torno de um condutor percorrido por uma corrente elétrica ou em torno de um ímã.

O campo magnético é formado pelo conjunto de linhas de fluxo magnético, também denominado de linhas de força, cujo número e forma dependem da fonte geradora.


Na figura 1 temos o aspecto do campo magnético de um ímã em forma de barra. Esquematicamente são representadas as linhas de fluxo magnéticos ao seu redor. Por convenção, as linhas de indução saem do polo norte e chegam ao polo sul.

linhas de indução de um imã em barra
Figura 1 - Linhas de indução de um ímã em forma de barra

Linhas de Fluxo Magnético


São as linhas que formam o campo descrito anteriormente. As linhas de fluxo formam uma curva na qual cada ponto é tangente à direção que tomaria uma agulha imantada, caso fosse localizada nesse ponto.


As linhas de força não se cruzam e buscam o caminho de menor resistência.


Convencionou-se que as linhas de força no interior de um ímã têm direção e sentido que vão do polo sul para o polo norte e, externamente ao ímã, a direção e o sentido das linhas são do polo norte para o polo sul, de modo que o circuito magnético fique fechado.


As linhas estão mais concentradas nos polos do ímã; isso explica a razão de ocorrer um maior acúmulo de partículas nestas regiões. Quanto mais próximas estiverem as linhas de fluxo magnético, maior será a intensidade do campo.


No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de indução magnética B denomina-se tesla (símbolo T). Em um campo magnético, chama-se linha de fluxo magnético toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor Be orientada no seu sentido. A limalha de ferro sob a ação do campo funciona como uma minúscula agulha magnética, orientando-se na direção desse campo e desenhando as linhas de fluxo magnético (figura 2).


As linhas de fluxo magnéticos são uma simples representação gráfica de Bnuma certa região do espaço.

Figura 2 - Linha de fluxo magnético orientado a agulha no sentido do campo

Origem da Dispersão do Fluxo Magnético Associada à Descontinuidade


Uma explicação simples para a origem da dispersão de fluxo magnético está ilustrada na figura 3a e figura 3b. A figura 3a mostra uma barra uniformemente magnetizada que pode ser imaginada sendo constituída de grande quantidade de pequenos ímãs alinhados com a direção de magnetização.


Dentro da barra, cada ciclo é compensado pela presença de um polo adjacente de polaridade aposta, implicando em que os polos internos não venham a contribuir no campo magnético externo à barra.


campo de fuga de uma descontinuidade
Figura 3 - Origem do campo de fuga na presença de uma descontinuidade

(a) Barra uniformemente magnetizada

(b) Barra uniformemente magnetizada com um entalhe


Na superfície, entretanto, os polos magnéticos não são compensados produzindo uma dispersão de flux de campo magnético ao redor da barra. Tal fato é representado por meio das linhas de fluxo ligando os polos magnéticos elementares não compensados.


Suponha-se que é feito um entalhe na superfície da barra, como ilustrado na figura 3b. Desta forma, os polos na superfície do entalhe não serão compensados, produzindo um campo localizado na vizinhança do entalhe. Esse campo magnético adicional representado pelas linhas de fluxo “extras” da figura 3b, é a dispersão do fluxo também conhecida como campo de fuga associado ao entalhe.


A dificuldade está em se assumir que a magnetização permaneça uniforme quando a descontinuidade altera o campo magnético nas propriedades e, consequentemente, modifica a magnetização ao seu redor.

 

Em resumo, existem duas fontes para o aparecimento do campo de fuga associado coma presença de descontinuidades. A primeira advém da distribuição de dipolos não compensados na superfície da descontinuidade e a outra é relativa às variações na permeabilidade do material próximo à falha.

 

Dependendo-se do tipo de descontinuidade e do tipo de magnetização empregado, uma das fontes será predominante. Podemos afirmar que as linhas de fluxo magnéticos sempre procuram percorrer o caminho de menor relutância magnética, ou seja, o de maior permeabilidade magnética. (figuras 4a e 4b).


De uma forma geral podemos dizer que todas as descontinuidades produzem distorções no fluxo magnético, mas nem todas as distorções de fluxo magnético são criadas por descontinuidades.

campo de fuga de uma trinca
Figura 4 A – Campo de fuga de uma trinca

acumulo de partículas magnéticas em uma trinca
Figura 4 B - Acúmulo de partículas magnéticas em uma trinca

Campo Magnético ao Redor de um Condutor


Para se saber o sentido do campo magnético ao redor de um condutor, basta segurarmos este condutor com a mão direita, de modo que o dedo polegar aponte o sentido em que ocorre o fluxo da corrente.

Os demais dedos estarão indicando o sentido das linhas de força ao redor do condutor. Este conceito é conhecido como Regra da Mão Direita.


A figura 5, a seguir, esquematiza essa regra.

regra da mão direita no sentido da corrente elétrica
Figura 5 - REGRA DA MÃO DIREITA

Lembre-se que podemos, a qualquer instante, praticar esta regra utilizando um lápis ou caneta e imaginando que estes sejam um condutor.


A figura 6 demonstra o que ocorre quando temos dois condutores próximos de si.

campo magnético de dois condutores retilíneos paralelos

campo magnético de dois condutores retilíneos paralelos
Figura 6 - Campo magnético resultante de dois condutores retilíneos paralelos.

(a) As correntes tem sentido oposto: os condutores de repelem.

(b) As correntes tem mesmo sentido: os condutores se atraem.

 

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