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Interação com fio

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>Modelo

ID:(1625, 0)



Cargas em um fio

Equação

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Ao considerar um segmento dl de um fio com uma determinada área de secção transversal S e comprimento, resulta em um volume de fio. Multiplicar esse volume pela densidade de carga c nos dá o número de cargas contidas nele. Finalmente, multiplicando-o pela carga unitária q, obtemos a carga total presente no segmento.

\Delta Q = q c S dl

Q
Charge
C
5459
c
Concentração de carga
1/m^3
5474
\Delta Q
Elemento de carga
C
9668
dl
Elemento de comprimento
m
9669
S
Zona do condutor
m^2
5475
H_w = I /(2 * pi * r ) dF / dl = mu_0 * mu_r * I_1 * I_2 /(2 * pi * r ) DQ = q * S * dl * c I = q * c * S * q * v H_wQcmu_0II_1I_2dDQdlDF_lmu_rpirv_mS

ID:(12172, 0)



Corrente em um fio

Equação

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A corrente é definida pela seguinte equação:

I =\displaystyle\frac{ \Delta Q }{ \Delta t }



e as cargas dentro de um segmento de fio são representadas por:

\Delta Q = q c S dl



A razão entre o comprimento do segmento e o intervalo de tempo correspondente nos dá a velocidade:

v =\displaystyle\frac{dl}{dt}



Portanto, a corrente no fio pode ser expressa como:

I = q c S v

Q
Charge
C
5459
c
Concentração de carga
1/m^3
5474
I
Corrente
A
5483
\bar{v}
Velocidade média das cargas
m/s
8505
S
Zona do condutor
m^2
5475
H_w = I /(2 * pi * r ) dF / dl = mu_0 * mu_r * I_1 * I_2 /(2 * pi * r ) DQ = q * S * dl * c I = q * c * S * q * v H_wQcmu_0II_1I_2dDQdlDF_lmu_rpirv_mS

ID:(12173, 0)



Força em um fio

Equação

>Top, >Modelo


Se um fio pelo qual passa uma corrente I_1 gera um campo magnético dado por:

H_w = \displaystyle\frac{ I }{ 2\pi r }



Esse campo gera uma densidade de fluxo magnético representada por:

\vec{B} = \mu_0 \mu_r \vec{H}



Que, por sua vez, produz uma força por segmento em um fio com uma corrente I_2, definida como:

d\vec{F} = I d\vec{l} \times \vec{B}



Com isso, a força por segmento pode ser expressa como:

\displaystyle\frac{ dF }{ dl } = \mu_0 \mu_r \displaystyle\frac{ I_1 I_2 }{2 \pi r }

\mu_0
Constante de campo magnético
1.25663706212e-6
V s/A m
5518
I_1
Corrente 1
A
9677
I_2
Corrente 2
A
9678
d
Distância entre fios
m
8588
\displaystyle\frac{ dF }{ dl }
Força por comprimento
N/m
9679
\mu_r
Permeabilidade magnética relativa
-
5517
\pi
Pi
3.1415927
rad
5057
H_w = I /(2 * pi * r ) dF / dl = mu_0 * mu_r * I_1 * I_2 /(2 * pi * r ) DQ = q * S * dl * c I = q * c * S * q * v H_wQcmu_0II_1I_2dDQdlDF_lmu_rpirv_mS

ID:(12169, 0)



Correntes paralelas

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Quando permitimos que duas correntes fluam de forma paralela, observamos uma força atrativa entre os fios.

Vale lembrar que as correntes consistem em elétrons em movimento, e os elétrons naturalmente se repelem devido às suas cargas negativas. No entanto, quando essas cargas estão em movimento, essa força repulsiva se transforma em uma força atrativa, resultando na observação de atração entre os condutores carregados negativamente.

ID:(11772, 0)



Correntes paralelas opostas

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Quando permitimos que duas correntes fluam de forma paralela, mas em direções opostas, observamos uma força repulsiva entre os fios.

Comparando este experimento com aquele em que o fluxo é paralelo, mas flui na mesma direção, a diferença chave reside no fato de que, no último caso, existe uma velocidade relativa.

ID:(11773, 0)