Ampère, Biot, Savart e Gauss Outras leis do eletromagnetismo

João Freitas da Silva

Hans Christian Öersted, nascido na Dinamarca, realizou a experiência que representa um marco no estudo da eletricidade e do magnetismo: ele percebeu que a corrente elétrica está associada a um campo magnético. Pouco tempo depois, o inglês Michael Faraday e o norte-americano Joseph Henry constataram que a variação de um campo magnético está associada a uma corrente elétrica.
Associadas a essas duas descobertas, surgiram outras importantes experiências, desenvolvidas por diferentes cientistas, e que deram origem às leis do eletromagnetismo:

A Lei de Ampère

Logo após a descoberta de Öersted, o físico francês André-Marie Ampère formalizou a relação entre corrente elétrica e campo magnético por meio de uma lei que ficou associada ao seu nome. Essa lei diz que cargas elétricas em movimento estão associadas a campos magnéticos ao seu redor e relaciona quantitativamente correntes elétricas e campos magnéticos em determinada região do espaço.
Em alguns casos, essa lei permite o cálculo da intensidade do vetor campo magnético de maneira mais simplificada. Graças a essa lei, podemos determinar a intensidade do vetor campo magnético num ponto P à distância r de um condutor retilíneo (considerado de comprimento infinito), percorrido por uma corrente elétrica contínua de intensidade i, por meio da expressão:
 

Uma observação importante em relação a essa lei é que, com a formulação utilizada, não é calculado o campo magnético total associado à corrente, mas, sim, uma parcela desse campo. Em dois casos apenas essa parcela coincide com o campo total: no caso de um fio retilíneo e do solenóide.

A Lei de Biot-Savart

Essa lei, que recebeu o nome dos físicos franceses Jean-Baptiste Biot e Félix Savart, considera que a intensidade do vetor campo magnético total pode ser calculada somando-se as contribuições dos campos magnéticos associados a vários trechos de um fio que apresente corrente elétrica.
Sem entrarmos em muitos detalhes em relação ao cálculo matemático utilizado para chegar à relação final, a intensidade do vetor campo magnético total pode ser obtida por meio da

seguinte relação: 

. Onde:
= representa a intensidade do campo magnético total;
= representa a soma de cada parcela da variação do campo magnético;
= somatório;
= trecho do fio com corrente ;
= o módulo ou intensidade do vetor , que representa a posição em relação ao ponto do espaço onde será calculada a intensidade do campo magnético;
= ângulo entre a direção da corrente elétrica em e ;
= constante do meio que envolve o fio.
No caso do fio retilíneo e do solenóide, tanto o cálculo feito por meio da lei de Ampère quanto o cálculo realizado por meio da lei de Biot-Savart devem chegar ao mesmo resultado.

A Lei de Gauss

Essa lei nos diz que é impossível separar os pólos de um ímã, ou seja, sempre que quebrarmos um ímã, cada um dos novos pedaços obtidos apresentará um pólo sul e um pólo norte. Assim, podemos afirmar que não ocorre nas cargas magnéticas o que acontece com as cargas elétricas, em que temos uma carga positiva e outra negativa.

 ciencia.hsw.uol.com.br/imas1.htm

Ao quebrarmos um ímã em pedaços menores, cada pedaço será constituído por pólos norte e sul.

Esses campos têm suas origens relacionadas às cargas em movimento. Em relação às linhas de campo magnéticas, a Lei de Gauss afirma que não existe lugar para as linhas de campo magnético nascerem ou morrerem. Ou seja, o campo magnético só pode ser representado por linhas fechadas, para as quais não existe início ou fim, embora, na prática, utilizemos a idéia de que essas linhas nascem no pólo norte e morrem no pólo sul.

Referências bibliográficas
  • Física. Wilson Carron e Oliveira Guimarães, Editora Moderna, 2ª edição, São Paulo, 2003.
  • Física. Alberto Gaspar, Editora Ática, 1ª edição, São Paulo, 2005.
  • Física 3: eletromagnetismo. Grupo de reelaboração do ensino de física, Edusp, 3ª edição, São Paulo, 1998.
  • Física – Eletromagnetismo e física moderna. Paulo César M. Penteado e Carlos Magno A. Torres, Editora Moderna, São Paulo, 2005.
  • Física – módulo 4 – eletricidade e magnetismo. Pró-universitário. Secretaria de Educação do Estado de São Paulo, USP, 2004.
  • Física no cotidiano – volume 3. Paulo T. Ueno, Editora Didacta, São Paulo.
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    Publicado em 30/04/2011, em Ciência e tecnologia. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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