28-8 o Momento Dipolar Magnético

em que A (= ab) é a área limitada pela bobina. O produto entre parênteses (NiA) foi separado por envolver as propriedades da bobina: o número de

espiras, a corrente e a área. A Eq. 28-33 é válida, qualquer que seja a forma geométrica da bobina plana, mas o campo magnético deve ser uniforme. Por exemplo, no caso de uma bobina circular de raio r,

Vetor Normal. Em vez de acompanhar o movimento da bobina, é mais fácil tomar como referência o vetor , que é perpendicular ao plano da

bobina. De acordo com a Eq. 28-33, uma bobina plana percorrida por corrente e submetida a um campo magnético uniforme tende a girar até que

fique alinhado com o campo. Nos motores, a corrente da bobina é

invertida quando está prestes a se alinhar com a direção do campo, para que o torque continue a fazer girar a bobina. Essa inversão automática da corrente é executada por um comutador situado entre a bobina e os contatos estacionários que a alimentam com corrente.

28-8 O MOMENTO DIPOLAR MAGNÉTICO

Objetivos do Aprendizado

Depois de ler este módulo, você será capaz de ...

28.38 Saber que uma bobina percorrida por uma corrente se comporta como um dipolo magnético

com um momento dipolar magnético que tem a direção do vetor normal , dada pela regra da

mão direita.

28.39 No caso de uma bobina percorrida por uma corrente, conhecer a relação entre o módulo μ do

momento dipolar magnético, o número N de espiras, a área A das espiras e a corrente i.

28.40 Fazer um desenho de uma bobina percorrida por uma corrente e indicar o sentido da corrente e

o sentido do vetor momento dipolar magnético , obtido usando a regra da mão direita.

28.41 No caso de um dipolo magnético submetido a um campo magnético, conhecer a relação entre o

módulo τ do torque, o módulo μ do momento dipolar magnético, o módulo B do campo

magnético e o ângulo θ entre o momento dipolar magnético e o campo magnético . 28.42 Conhecer a convenção de atribuir um sinal positivo ou negativo ao torque, dependendo do

sentido da rotação.

28.43 Determinar o torque exercido por um campo magnético uniforme sobre um dipolo magnético

calculando o produto vetorial do momento dipolar magnético pelo campo magnético .

28.44 No caso de um dipolo magnético submetido a um campo magnético uniforme, conhecer as

orientações do dipolo para as quais o módulo do torque é mínimo e máximo.

28.45 No caso de um dipolo magnético submetido a um campo magnético uniforme, conhecer a

relação entre a energia orientacional U, o módulo μ do momento dipolar magnético, o módulo B

do campo magnético e o ângulo θ entre o momento dipolar magnético e o campo magnético

.

28.46 Determinar a energia orientacional U de um dipolo magnético na presença de um campo

magnético uniforme calculando o produto escalar do momento dipolar magnético pelo campo

magnético .

28.47 No caso de um dipolo magnético submetido a um campo magnético uniforme, conhecer as

orientações do dipolo para as quais a energia orientacional é mínima e máxima.

28.48 No caso de um dipolo magnético submetido a um campo magnético uniforme, conhecer a

relação entre a variação da energia orientacional U do dipolo e o trabalho W realizado por um a

torque externo sobre o dipolo.

Ideias-Chave

• Na presença de um campo magnético , uma bobina com N espiras de área A, percorridas por uma corrente i, é submetida a um torque τʹ dado por

em que é o momento dipolar magnético da bobina, com módulo μ = NiA e orientação dada pela regra da mão direita.

• A energia potencial de um dipolo magnético na presença de um campo magnético uniforme é dada por

• Se um agente externo faz um dipolo magnético girar de uma orientação inicial θ para uma i orientação final θ e se o dipolo está em repouso antes e depois da rotação, o trabalho realizado pelo f

agente externo é dado por