Este resumo segue a ordem das Aprendizagens Essenciais: carga elétrica e campo elétrico, campo magnético, e indução eletromagnética. Os dois primeiros subtópicos explicam de onde vêm os campos e como se relacionam com as forças. O terceiro mostra que um campo magnético que varia dá origem a uma corrente, e é a base dos geradores elétricos. No tópico seguinte, campos que variam no tempo originam as ondas eletromagnéticas.
1. Carga elétrica e campo elétrico
A carga elétrica é uma propriedade das partículas subatómicas (protões e eletrões) que define como interagem eletricamente. A sua unidade SI é o coulomb, C.
O campo elétrico é uma grandeza vetorial, com unidade V m. Descreve-se por linhas de campo:
- As linhas saem das cargas positivas e entram nas cargas negativas.
- As linhas nunca se cruzam.
- Em cada ponto, a direção do campo é tangente à linha e o sentido é o da linha.
- Onde as linhas estão mais juntas, o campo é mais intenso.
Cargas de sinais opostos: as linhas saem da carga positiva e entram na negativa.
As linhas saem das cargas positivas e entram nas negativas. Onde as linhas estão mais juntas, o campo é mais intenso. A carga de maior valor absoluto tem mais linhas.
Com uma carga: as linhas são radiais, para fora se a carga for positiva e para dentro se for negativa.
Com duas cargas: se forem do mesmo sinal, as linhas de uma não passam para a outra e repelem-se, e entre as duas há um ponto onde o campo é nulo (a meio, se as cargas forem iguais). Se forem de sinais opostos, as linhas saem da positiva e entram na negativa. A carga de maior valor absoluto tem mais linhas.
Entre duas placas paralelas com cargas opostas, o campo é aproximadamente uniforme: as linhas são paralelas e igualmente espaçadas.
A força não é a linha de campo. As linhas descrevem o campo, que existe em todos os pontos, mesmo sem carga lá. A força só aparece quando colocas uma carga nesse ponto: numa carga positiva tem o sentido do campo, e numa carga negativa tem o sentido oposto. As linhas não são a trajetória da carga.
O conteúdo Premium ainda não está aberto. Deixa o teu email e avisamos-te quando abrir.
Entrar na lista de espera2. Campo magnético
As origens do campo magnético são os ímanes e as correntes elétricas (foi o que Oersted descobriu).
- As linhas de campo magnético são fechadas. No exterior do íman vão do polo norte para o polo sul, nunca se cruzam e estão mais juntas onde o campo é mais intenso.
- Uma bússola alinha-se com o campo magnético.
- Um íman num campo magnético fica sujeito a forças: o polo norte é empurrado no sentido do campo e o polo sul no sentido oposto. É por isso que a bússola roda.
| Campo elétrico | Campo magnético | |
|---|---|---|
| Origem | cargas elétricas | ímanes e correntes elétricas |
| Linhas | abertas (de + para −) | fechadas |
| Força sobre | carga pontual | íman |
Regra da mão direita. Serve para saber o sentido do campo criado por uma corrente:
- Fio retilíneo: polegar no sentido da corrente. Os dedos, ao curvarem, dão o sentido das linhas, que são circunferências à volta do fio.
- Solenoide: dedos no sentido da corrente. O polegar aponta para o polo norte. O campo no interior é aproximadamente uniforme e parecido com o de um íman de barra.
O sentido da corrente é o convencional, do polo positivo para o negativo.
Corrente a sair da página. Polegar direito para ti: os dedos curvam no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, e é esse o sentido das linhas.
Regra da mão direita: o polegar aponta no sentido da corrente e os dedos, ao curvarem, dão o sentido das linhas de campo.
O conteúdo Premium ainda não está aberto. Deixa o teu email e avisamos-te quando abrir.
Entrar na lista de espera3. Indução eletromagnética
Como se chegou aqui. Oersted (1820) mostrou que uma corrente elétrica cria um campo magnético. Faraday (1831) mostrou o contrário: um campo magnético que varia pode induzir uma corrente. Maxwell (década de 1860) uniu a eletricidade, o magnetismo e a luz, e previu as ondas eletromagnéticas. Hertz (1887) produziu-as e detetou-as, o que confirmou a teoria de Maxwell.
Fluxo magnético. Mede quantas linhas de campo atravessam uma superfície.
Tens uma espira de área num campo magnético uniforme , e conheces o ângulo entre e a normal à espira:
A unidade é o weber, Wb T m.
O ângulo é o ângulo entre o campo magnético e a normal à superfície, e não o ângulo entre o campo e a própria superfície.
é o ângulo entre o campo e a normal à espira, e não entre e a espira. As linhas realçadas atravessam a espira: quanto mais linhas, maior o fluxo.
O fluxo é máximo quando (a espira está de frente para as linhas) e é nulo quando (a espira está paralela às linhas).
Numa bobina com espiras iguais, o fluxo total é , e é esse o fluxo que se usa na lei de Faraday.
Só há força eletromotriz induzida quando o fluxo varia. Um fluxo constante, mesmo que seja grande, não induz nada. O fluxo varia se mudar , a área ou o ângulo .
Lei de Faraday. A força eletromotriz induzida é tanto maior quanto mais depressa varia o fluxo.
Tens o fluxo em dois instantes e o intervalo de tempo entre eles:
A lei de Lenz (o sentido da corrente induzida) não faz parte da matéria: a lei de Faraday usa-se em módulo.
Produção de energia elétrica. Um gerador é uma bobina que roda num campo magnético. O fluxo varia e surge uma força eletromotriz induzida: a energia mecânica da rotação transforma-se em energia elétrica. É assim que as centrais produzem eletricidade, com uma turbina a fazer rodar a bobina.
O conteúdo Premium ainda não está aberto. Deixa o teu email e avisamos-te quando abrir.
Entrar na lista de esperaO conteúdo Premium ainda não está aberto. Deixa o teu email e avisamos-te quando abrir.
Entrar na lista de esperaPraticar com exames
Os exercícios de exame deste tema têm a resolução passo a passo. Começa pela questão 7.3 da 2.ª Fase de 2026 (a espira a rodar 180°) e pelos exercícios com gráficos de fluxo e de força eletromotriz.
PraticarOndas e Eletromagnetismo49 exercícios de exame com resolução passo a passo