Grade 10
  1. Mecânica  1.1. Dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração  1.1.6. Representação gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Movimento projetil  1.1.10. Velocidade relativa  1.2. Dinâmica  1.2.1. Leis do Movimento de Newton  1.2.2. Inércia e massa  1.2.3. Força e seus tipos  1.2.4. força de ação e reação  1.2.5. Fricção e seus efeitos  1.2.6. Coeficiente de atrito  1.2.7. Movimento circular  1.2.8. Força centrípeta e aceleração centrípeta  1.2.9. Momento e Impulso  1.2.10. Conservação do momento  1.2.11. A terceira lei de Newton e aplicações  1.3. Trabalho, Energia e Potência  1.3.1. Trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema do trabalho–energia  1.3.3. Energia cinética  1.3.4. Energia potencial  1.3.5. Energia Mecânica  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.3.8. Renewable and non-renewable energy sources  1.4. Força gravitacional  1.4.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional e intensidade do campo  1.4.3. Aceleração da gravidade em diferentes planetas  1.4.4. As leis do movimento planetário de Kepler  1.4.5. Órbitas e satélites  1.4.6. Peso e peso aparente  1.4.7. Energia potencial gravitacional
  2. Properties of matter  2.1. Estados da Matéria  2.1.1. Sólido, líquido e gás  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Forças intermoleculares  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose–Einstein  2.2. Pressão  2.2.1. Definição de Pressão  2.2.2. Pressão em líquidos  2.2.3. Pressão atmosférica  2.2.4. Princípio de Pascal  2.2.5. Princípio de Arquimedes e Flutuabilidade  2.2.6. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Elasticidade  2.3.1. Lei de Hooke  2.3.2. Tensão e deformação  2.3.3. Limite de Elasticidade e Módulo de Elasticidade  2.3.4. Aplicações da Elasticidade
  3. Física térmica  3.1. calor e temperatura  3.1.1. Diferença Entre Calor e Temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Expansão térmica  3.1.4. Equilíbrio térmico  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condutividade  3.2.2. Convecção  3.2.3. Radiação  3.2.4. Isolamento e suas aplicações  3.3. Propriedades térmicas da matéria  3.3.1. Capacidade térmica específica  3.3.2. Calor latente e mudança de fase  3.3.3. Ponto de Ebulição e Fusão  3.3.4. Motores térmicos e refrigeração  3.4. Laws of Thermodynamics  3.4.1. Lei zero da termodinâmica  3.4.2. Primeira lei da termodinâmica  3.4.3. Segunda lei da termodinâmica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas e óptica  4.1. A natureza e as propriedades das ondas  4.1.1. Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas  4.1.2. Ondas transversais e longitudinais  4.1.3. Parâmetros das ondas  4.1.4. Reflexão e refração de ondas  4.1.5. Superposição e Interferência  4.1.6. Ondas estacionárias e ressonância  4.1.7. Efeito Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características das ondas sonoras  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Aplicações das ondas sonoras  4.2.4. Ultrassom e seus usos  4.3. Ondas de Luz e Óptica  4.3.1. Natureza da luz  4.3.2. Reflexão da luz  4.3.3. Leis da reflexão  4.3.4. Espelhos e Formação de Imagens  4.3.5. Refração da luz  4.3.6. Lei de Snell  4.3.7. Lentes e Formação de Imagens  4.3.8. Reflexão interna total e ângulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Optical Instruments  4.4.1. Microscópio  4.4.2. Telescope  4.4.3. Olho humano e defeitos de visão  4.4.4. Câmera e seu princípio de funcionamento
  5. Eletricidade e Magnetismo  5.1. Eletrostática  5.1.1. Electric charge and its properties  5.1.2. Condutores e Isolantes  5.1.3. Lei de Coulomb  5.1.4. Campo elétrico e linhas de campo  5.1.5. Potencial elétrico e diferença de potencial  5.1.6. Capacitores e Capacitância  5.2. Eletricidade Corrente  5.2.1. Corrente elétrica e sua medição  5.2.2. Lei de Ohm  5.2.3. Resistência e resistividade  5.2.4. Circuitos em Série e Paralelos  5.2.5. Energia e potência elétrica  5.2.6. Leis de Kirchhoff  5.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  5.3.1. Campo magnético e linhas de campo  5.3.2. Efeitos magnéticos da corrente elétrica  5.3.3. Indução eletromagnética  5.3.4. Leis de Faraday da indução eletromagnética  5.3.5. Transformadores e Aplicações  5.3.6. Corrente AC e DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estrutura do átomo  6.1.2. Modelo atômico de Bohr  6.1.3. Níveis de Energia dos Elétrons  6.1.4. Raios-X e aplicações  6.2. Radioatividade  6.2.1. Tipos de radiação  6.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  6.2.3. Reações nucleares e aplicações  6.2.4. Fissão e Fusão  6.3. Física quântica  6.3.1. Dualidade onda-partícula  6.3.2. Efeito Fotoelétrico  6.3.3. Quantização de energia  6.3.4. Princípio da incerteza de Heisenberg
  7. Eletrônica e Comunicação  7.1. Semicondutores  7.1.1. Condutores, Isolantes e Semicondutores  7.1.2. Diodos e suas aplicações  7.1.3. Transistores e Portas Lógicas  7.1.4. LEDs e fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicação  7.2.1. Noções básicas de comunicação  7.2.2. Analog and digital signals  7.2.3. Comunicação sem fio e por fibra óptica  7.2.4. Ondas de Rádio e Modulação

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Efeitos magnéticos da corrente elétrica


No 10º ano de Física, exploramos o fascinante mundo do magnetismo e do eletromagnetismo. Este assunto se aprofunda na interação entre eletricidade e magnetismo, com foco particular no fenômeno conhecido como o "efeito magnético da corrente". É a base da tecnologia moderna, pois explica como correntes elétricas podem gerar campos magnéticos e como esses princípios são aplicados em vários dispositivos.

Compreendendo o magnetismo

O magnetismo é uma força na natureza que faz com que as substâncias se atraiam ou se repelem. Ímãs permanentes são um exemplo de magnetismo, onde certas substâncias geram um campo magnético permanente ao seu redor. A própria Terra é um gigante ímã, e seu campo magnético nos protege de radiações nocivas vindas do espaço.

O que é um campo magnético?

Um campo magnético é um campo invisível que exerce uma força sobre materiais magnéticos, como o ferro. É representado por linhas de campo magnético, que mostram a direção e a intensidade da força magnética. A densidade dessas linhas indica quão forte é o campo magnético: linhas mais próximas significam que o campo é mais forte.

Fórmula: B = F / (q(v)) // onde B é o campo magnético, F é a força, q é a carga e v é a velocidade da carga.

Exemplo visual 1: Linhas de campo magnético ao redor de um ímã de barra

N S

A figura acima mostra algumas linhas de campo ao redor de um ímã de barra. As linhas começam no polo norte e terminam no polo sul, mostrando a direção do campo magnético.

Corrente elétrica e magnetismo

Em 1820, um cientista dinamarquês chamado Hans Christian Oersted descobriu uma notável conexão entre eletricidade e magnetismo. Durante uma palestra, ele observou que, quando a corrente elétrica fluía através de um fio, uma agulha da bússola localizada nas proximidades se desviava. Este experimento demonstrou que correntes elétricas criam campos magnéticos.

Campo magnético em torno de um condutor percorrido por corrente

Quando a corrente elétrica passa por um condutor, como um fio, cria um campo magnético ao seu redor. A direção deste campo magnético depende da direção da corrente. Pode ser determinada usando a regra da mão direita. Se você segurar o condutor na sua mão direita e o seu polegar apontar na direção do fluxo de corrente, seus dedos se dobrarão na direção das linhas de campo magnético.

Exemplo visual 2: Campo magnético ao redor de um fio percorrido por corrente em linha reta

I

Neste diagrama, o fio é mostrado na vertical, com corrente fluindo para cima. A linha de campo magnético circular é mostrada como um laço ao redor do fio.

Fatores que afetam a intensidade do campo magnético

  • Quantidade de corrente: Aumentar a corrente aumenta a intensidade do campo magnético.
  • Distância do condutor: À medida que você se afasta do condutor, a intensidade do campo magnético diminui.

Indução eletromagnética

O conceito de indução eletromagnética é importante para entender como correntes elétricas e campos magnéticos interagem. Michael Faraday descobriu que um campo magnético variável dentro de um laço fechado de fio induz uma corrente elétrica no fio. Este princípio é fundamental para o funcionamento de geradores e transformadores.

Lei da indução eletromagnética de Faraday

De acordo com a lei de Faraday, a força eletromotriz (FEM) induzida em qualquer circuito fechado é igual ao negativo da taxa de variação do fluxo magnético que passa pelo circuito.

Fórmula: FEM = -dΦ/dt // Onde Φ é o fluxo magnético.

Isso significa que quanto mais rápido o campo magnético muda, maior será a FEM induzida no circuito.

Lei de Lenz

A lei de Lenz afirma que a direção da corrente induzida é tal que se opõe à mudança no fluxo magnético que a produz. Este é um princípio importante que garante a conservação de energia nos sistemas eletromagnéticos.

Aplicações do efeito magnético da corrente

Compreender os efeitos magnéticos da corrente elétrica levou a muitas aplicações que usamos em nosso dia a dia.

Motores elétricos

Motores elétricos convertem energia elétrica em energia mecânica usando os princípios do eletromagnetismo. Eles são compostos por bobinas de fio que giram em um campo magnético devido à força exercida pela indução eletromagnética.

Transformadores

Transformadores são usados para aumentar ou diminuir os níveis de tensão nas linhas de energia. Eles funcionam com base na indução eletromagnética, na qual as bobinas primária e secundária transferem energia elétrica através de um campo magnético variável.

Exemplo visual 3: Diagrama simplificado de um transformador

Bobina Primária Bobina Secundária

Um transformador simplificado é composto por uma bobina primária e uma bobina secundária conectadas a um núcleo de ferro. Quando a corrente alternada flui através da bobina primária, cria um campo magnético variável que induz corrente na bobina secundária.

Levitração magnética

Trens Maglev utilizam os princípios dos campos eletromagnéticos para alcançar viagens em alta velocidade e sem atrito. Ímãs poderosos levantam o trem acima das trilhas, eliminando o contato e, assim, a resistência.

Conclusão

Os efeitos magnéticos da corrente elétrica são a base de muitas tecnologias das quais dependemos todos os dias. Compreender como a eletricidade e o magnetismo interagem nos permite aproveitar essas forças para diversas aplicações, desde nossas casas até os sistemas de transporte. Os conceitos e regras discutidos nesta exploração fornecem a base para avanços nos sistemas elétricos e eletrônicos.


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