Vetor Campo Magnético
No estudo de eletricidade vimos que quando colocamos uma carga de prova q em um ponto P numa região onde existe um campo elétrico , passa a atuar na carga de prova uma força de origem elétrica exercida pelo campo elétrico. Dessa forma, o campo elétrico foi definido da seguinte forma:
Em que:
No SI, a unidade do vetor campo elétrico é N/C (newton/coulomb).
A carga de prova é uma partícula carregada eletricamente e com dimensões desprezíveis, além de ser utilizada para detectar se em determinado local há um campo elétrico. No entanto, no magnetismo, não se tem um carga magnetizada e a determinação do campo magnético não se dá da mesma forma.
Assim, a definição do campo magnético parte da interação entre o campo magnético e uma carga de prova em movimento.
Observe na figura 1 que quando uma carga de prova q em movimento com velocidade em um ponto P sofre ação de uma força perpendicular a , associa-se a esse ponto um vetor campo magnético , o qual forma um ângulo θ com o vetor velocidade . Dessa forma, o campo magnético , em módulo, é definido como sendo:
Em que:
A unidade no SI de campo magnético e, em homenagem ao físico Nikola Tesla, recebe o nome de tesla (T).
Como o campo magnético é uma grandeza vetorial, ele necessariamente tem um módulo, uma direção e um sentido. Dessa forma, o módulo é dado pela equação 2, e a direção e o sentido será dado pela regra da mão direita.
Regra da Mão Direita
A regra da mão direita nos fornece as informações da seguinte forma:
- O polegar indica o sentido da velocidade da carga de prova;
- Com a palma da mão estendida, os dedos indicam o sentido do vetor campo magnético ;
- Perpendicularmente à palma da mão, sai a força . Note que se a carga de prova for negativa, a força tem sentido inverso.
Observe que a força será sempre perpendicular ao plano formado por e
A partir da definição do campo magnético, pode-se tirar a expressão da força magnética:
Força Magnética:
F=qvB .sen θ
Equação 3: Força Magnética
Da equação 3, pode-se perceber que a força magnética terá seu valor máximo quando θ=90°, pois, assim, F=qvB, visto que sen 90°=1. Seu valor será mínimo quando θ=0° ou 180°, visto que sen 0°=sen 180°=0, o que implica uma força magnética nula F = 0 (isso ocorre quando a velocidade e o vetor campo magnético estiverem na mesma direção).