1. A aula apresenta os conceitos de campo magnético gerado por diferentes fontes como condutores retilíneos, espirais circulares, bobinas longas e toróides. 2. As expressões para o cálculo do campo magnético dependem de parâmetros como a corrente, geometria da fonte e permeabilidade do meio. 3. Leis como a de Biot-Savart e Ampère são aplicadas para derivar essas expressões.

1. Professor Fabio Curty
Máquinas e Transformadores

2. Fontes e cFontes e cáálculolculo
de campos magnde campos magnééticosticos
Aula - 03

3. Bibliografia para esta aulaBibliografia para esta aula

4. Nesta aulaNesta aula
SeqSeqüüência de conteência de conteúúdos:dos:
1. Fontes do campo magnético;
2. Campo em torno de um condutor retilíneo;
3. Campo em torno de uma espira circular;
4. Campo magnético no centro de uma bobina longa;
5. Campo magnético gerado por um toróide;
6. Exercícios.

5. Campo magnCampo magnéético no condutor retiltico no condutor retilííneoneo
Campo magnCampo magnéético gerado em torno de um condutor retiltico gerado em torno de um condutor retilííneo:neo:
Dependência entre
campo e intensidade
da corrente.
Vetor densidade de campo
magnético (B) é sempre
tangente às linhas de
campo.

6. Campo magnCampo magnéético no condutor retiltico no condutor retilííneoneo
Campo magnCampo magnéético no ponto P:tico no ponto P:
2
i
B
r
μ
π
⋅
=
⋅
B [T] depende de:
• Permeabilidade do meio = μ [Tm/A];
•Corrente = i [A];
• Distância do ponto P do condutor = r [m].
DeduDeduçção da expressão acima ...ão da expressão acima ...

7. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
Linhas de campo
ao redor de uma
espira de corrente.
Linhas de campo
ao redor de uma
espira de corrente,
observadas com ajuda
de limalha de ferro.
Linhas de campo
ao redor de uma
barra de ferro.

8. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
Circuito elétrico
Campo na espira
Representação

9. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
Reescrevendo a expressão de BiotReescrevendo a expressão de Biot--Savart:Savart:
( )ds r ds sen θ× = ⋅$
( )
2
4
o
i d s e n
dB
r
θμ
π
⋅ ⋅
= ⋅
( )v w v w sen θ× = ⋅ ⋅
Lembrar que:

10. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
BΔ =
90o
α =
2
4
o I L
B
r
μ
π
⋅ ⋅Δ
Δ =
⋅
2
4
o I L
B
r
μ
π
⋅ ⋅ Δ
=
⋅
∑ 2L rπΔ = ⋅∑
2
o i
B
r
μ
=
Usando a lei de Biot-Savart:

11. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
2
o i
B
r
μ
=
B [T] depende de:
• Permeabilidade do meio = μ [Tm/A];
•Corrente = i [A];
•Raio da espira = r [m].

12. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
Se o ponto P estiver afastado do centro da espira:Se o ponto P estiver afastado do centro da espira:
Demonstre que o campo no ponto P é dado por:
2
3
2
o i r
B
x
μ ⋅
=

13. Campo magnCampo magnéético na espira circulartico na espira circular
Concentração de linhas
de campo no interior da espira.
Representação das linhas
de campo geradas pela espira.

14. Lei de AmpLei de Ampèèrere
Lei de AmpLei de Ampèère:re:
• Aplicação da lei de Biot-Savart na presença de simetrias;
• Integral fechada ao longo de um laço (uma curva
fechada).
( )cos o envB ds B ds iθ μ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅∫ ∫
ur uur
Onde:
• B é a densidade de campo [T];
• ds ou dl vetor comprimento infinitesimal [m];
• Ienv é a corrente envolvida pela linha de campo [A].

15. Lei de AmpLei de Ampèèrere
Exemplo de aplicaExemplo de aplicaçção da Lei de Ampão da Lei de Ampèère:re:
2
I
B
r
μ
π
⋅
=
⋅
Campo ao redor de um condutor retilíneo
( )2o I B dl B rμ π⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅∫
ur uur
2
o I
B
r
μ
π
⋅
=
⋅

16. Campo magnCampo magnéético no centro de uma bobina longatico no centro de uma bobina longa
Semelhança entre as linhas de campo
de um solenóide e um imã do tipo barra.Campo magnético em uma
bobina longa (solenóide).

17. Campo magnCampo magnéético no centro de uma bobina longatico no centro de uma bobina longa
Corte de uma bobina longa,
considerando o campo no interior
uniforme e no exterior nulo.
Aplicando a Lei de Ampère:
o envB dl μ⋅ = ⋅∫
ur uur
B dl B dl B dl B l⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅∫ ∫ ∫
ur uur
o env oi nμ μ⋅ = ⋅ ⋅
oB l nμ⋅ = ⋅ ⋅
o ni
B
l
μ
=
i
i
i

18. Campo magnCampo magnéético no centro de uma bobina longatico no centro de uma bobina longa
Onde:
• B = densidade de campo magnético [T];
• μo= permeabilidade do meio [TA/m];
• n = número de espiras da bobina [espiras];
• i = intensidade da corrente [A];
• l = comprimento longitudinal da bobina [m].
o ni
B
l
μ
=

19. Campo magnCampo magnéético de um tortico de um toróóideide
Aplicando a Lei de Ampère:
o envB dl μ⋅ = ⋅∫
ur uur
o env oi nμ μ⋅ = ⋅ ⋅
2 oB r nπ μ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅
2
o ni
B
r
μ
π
=
⋅
( )2B ds B ds B ds B rπ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅∫ ∫ ∫
ur uur
i
i
i

20. ExercExercíícioscios

21. ExercExercíícioscios

22. ExercExercíícioscios

23. ExercExercíícioscios

24. Na prNa próóxima aulaxima aula
SeqSeqüüência de conteência de conteúúdos:dos:
1. Força magnetizante;
2. Força magneto-motriz;
3. Força eletromagnética;
4. Força eletromagnética no condutor retilíneo;
5. Força eletromagnética em condutores paralelos;
6. Força eletromagnética em uma partícula carregada;
7. Torque de giro de uma espira.