{"id":147935,"date":"2020-04-24T12:51:53","date_gmt":"2020-04-24T14:51:53","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=147935"},"modified":"2020-04-24T12:52:27","modified_gmt":"2020-04-24T14:52:27","slug":"teoria-eletromagnetica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/teoria-eletromagnetica","title":{"rendered":"Teoria Eletromagn\u00e9tica"},"content":{"rendered":"

A Teoria Eletromagn\u00e9tica abrange os princ\u00edpios b\u00e1sicos de eletromagnetismo:<\/strong> base experimental, eletrost\u00e1tica, campos magn\u00e9ticos de correntes constantes, for\u00e7a electromotriz motional e indu\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica, equa\u00e7\u00f5es de Maxwell, propaga\u00e7\u00e3o e radia\u00e7\u00e3o de ondas eletromagn\u00e9ticas, propriedades el\u00e9tricas e magn\u00e9ticas da mat\u00e9ria e leis de conserva\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O que \u00e9 a teoria eletromagn\u00e9tica?<\/strong><\/p>\n

A teoria da relatividade especial de Einstein descreve o magnetismo como subproduto da for\u00e7a el\u00e9trica. Portanto, essas duas for\u00e7as podem ser consideradas facetas diferentes de uma for\u00e7a mais fundamental, que os f\u00edsicos chamam de eletromagnetismo.<\/p>\n

A teoria eletromagn\u00e9tica descreve uma cole\u00e7\u00e3o de afirma\u00e7\u00f5es cient\u00edficas interconectadas usadas para responder a perguntas sobre essa for\u00e7a.<\/p>\n

Os f\u00edsicos usam os campos como abstra\u00e7\u00f5es para descrever como um sistema afeta seus arredores. O campo el\u00e9trico de um objeto carregado representa a for\u00e7a que ele exerceria sobre uma part\u00edcula carregada.<\/p>\n

O campo \u00e9 mais forte perto do objeto, porque a for\u00e7a eletrost\u00e1tica diminui \u00e0 medida que a dist\u00e2ncia entre duas cargas aumenta.<\/p>\n

Os campos magn\u00e9ticos s\u00e3o definidos de maneira semelhante, exceto que descrevem a for\u00e7a exercida sobre uma part\u00edcula carregada em movimento.<\/p>\n

As id\u00e9ias mais b\u00e1sicas da teoria eletromagn\u00e9tica s\u00e3o “um campo el\u00e9trico vari\u00e1vel gera um campo magn\u00e9tico” e “um campo magn\u00e9tico vari\u00e1vel gera um campo el\u00e9trico”.<\/p>\n

Esses princ\u00edpios s\u00e3o quantificados pelas equa\u00e7\u00f5es de Maxwell, com o nome de James Clerk Maxwell, f\u00edsico e matem\u00e1tico escoc\u00eas cujo trabalho no s\u00e9culo XIX estabeleceu a disciplina revolucionando a maneira como os f\u00edsicos conceberam a luz.<\/p>\n

As equa\u00e7\u00f5es de Maxwell tamb\u00e9m lan\u00e7am relacionamentos previamente conhecidos – a lei de Coulomb e a lei de Biot-Savart – na linguagem dos campos.<\/p>\n

Uma part\u00edcula carregada gera um campo magn\u00e9tico enquanto se move, mas o campo magn\u00e9tico \u00e9 perpendicular ao movimento da part\u00edcula. Al\u00e9m disso, o efeito que esse campo magn\u00e9tico tem sobre uma segunda carga em movimento \u00e9 perpendicular ao campo e ao movimento da segunda carga.<\/p>\n

Esses dois fatos fazem com que at\u00e9 mesmo problemas b\u00e1sicos no eletromagnetismo exijam racioc\u00ednio tridimensional complexo. Historicamente, o desenvolvimento de vetores em matem\u00e1tica e ci\u00eancias deve grande parte de seu progresso ao trabalho de f\u00edsicos que tentam abstrair e simplificar o uso da teoria eletromagn\u00e9tica.<\/p>\n

No s\u00e9culo 19, a teoria eletromagn\u00e9tica mudou a maneira como os f\u00edsicos entendiam a luz. Newton havia descrito a luz em termos de part\u00edculas chamadas corp\u00fasculos, mas Maxwell afirmou que era a manifesta\u00e7\u00e3o de campos el\u00e9tricos e magn\u00e9ticos que se empurravam atrav\u00e9s do espa\u00e7o. De acordo com essa concep\u00e7\u00e3o, luz vis\u00edvel, raios-X, radar e muitos outros fen\u00f4menos s\u00e3o todos inerentemente semelhantes, cada um uma combina\u00e7\u00e3o de campos el\u00e9tricos e magn\u00e9ticos variando em uma frequ\u00eancia diferente.<\/p>\n

Os cientistas chamam o continuum de todas essas ondas de espectro eletromagn\u00e9tico.<\/p>\n

O sucesso da teoria eletromagn\u00e9tica<\/strong> levou ao colapso do resto da f\u00edsica newtoniana no s\u00e9culo XX.<\/p>\n

Einstein percebeu que a teoria de Maxwell exigia espa\u00e7o e tempo para coordenadas interdependentes e diferentes de um espa\u00e7o-tempo quadridimensional. Al\u00e9m disso, a teoria da relatividade de Einstein mostrou que o espa\u00e7o era curvo e a passagem do tempo medida por um observador diferia da medida por outro.<\/p>\n

Todas essas descobertas foram completamente incompat\u00edveis com a teoria do movimento de Newton. Assim, o estudo do eletromagnetismo alterou, direta ou indiretamente, o modo como os f\u00edsicos entendem eletricidade, magnetismo, luz, espa\u00e7o, tempo e gravidade.<\/p>\n

O que \u00e9 for\u00e7a eletromagn\u00e9tica?<\/strong><\/p>\n

Na f\u00edsica, a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica<\/strong> \u00e9 uma influ\u00eancia que afeta part\u00edculas eletricamente carregadas. Juntamente com a gravidade, \u00e9 a for\u00e7a que os humanos encontram mais diariamente, e explica a maioria dos fen\u00f4menos com os quais as pessoas est\u00e3o familiarizadas. \u00c9 respons\u00e1vel pela eletricidade, magnetismo e luz; mant\u00e9m el\u00e9trons e pr\u00f3tons juntos em \u00e1tomos; e permite que os \u00e1tomos se unam para formar mol\u00e9culas e gera rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas. Essa for\u00e7a tamb\u00e9m \u00e9 respons\u00e1vel pela solidez dos objetos s\u00f3lidos e \u00e9 a raz\u00e3o pela qual eles n\u00e3o podem passar um pelo outro.<\/p>\n

A for\u00e7a eletromagn\u00e9tica<\/strong> \u00e9 uma das quatro for\u00e7as fundamentais da natureza. Os outros tr\u00eas s\u00e3o a for\u00e7a gravitacional, a for\u00e7a nuclear forte e a for\u00e7a nuclear fraca. A for\u00e7a nuclear forte \u00e9 a mais forte delas, mas opera apenas em um alcance extremamente curto. A for\u00e7a eletromagn\u00e9tica \u00e9 a segunda mais forte e, como a gravidade, opera em dist\u00e2ncias ilimitadas.<\/p>\n

A lei do quadrado inverso<\/strong><\/p>\n

Como a gravidade, a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica segue a lei do inverso do quadrado. Isso significa que a for\u00e7a da for\u00e7a \u00e9 inversamente proporcional ao quadrado da dist\u00e2ncia de sua fonte. Assim, por exemplo, se algu\u00e9m se afasta 5 unidades da fonte da for\u00e7a, a intensidade \u00e9 reduzida para 1\/25.<\/p>\n

Cargas Positiva e negativas<\/strong><\/p>\n

Diferentemente da gravidade, a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica \u00e9 sentida apenas por objetos que possuem uma carga el\u00e9trica, que pode ser positiva ou negativa. Objetos com diferentes tipos de carga se atraem, mas aqueles com o mesmo tipo se repelem. Isso significa que a for\u00e7a pode ser atraente ou repulsiva, dependendo das acusa\u00e7\u00f5es envolvidas. Como a maioria dos objetos, na maioria das vezes, n\u00e3o possui uma carga el\u00e9trica geral, eles n\u00e3o sentem a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica, o que explica por que a gravidade, embora seja uma for\u00e7a muito mais fraca, domina em grandes escalas.<\/p>\n

Quando dois materiais diferentes se esfregam, os el\u00e9trons podem se mover de um para o outro, deixando um com carga positiva e o outro com carga negativa.<\/p>\n

Os dois se atrair\u00e3o e poder\u00e3o ser atra\u00eddos por objetos eletricamente neutros. Isso \u00e9 conhecido como eletricidade est\u00e1tica e pode ser demonstrado por v\u00e1rias experi\u00eancias simples, como esfregar um bal\u00e3o com um peda\u00e7o de p\u00ealo e col\u00e1-lo na parede – ele \u00e9 mantido por atra\u00e7\u00e3o eletrost\u00e1tica.<\/p>\n

Uma corrente el\u00e9trica flui quando os el\u00e9trons se movem ao longo de um fio ou outro condutor de uma regi\u00e3o com excesso de el\u00e9trons para uma onde h\u00e1 um d\u00e9ficit. Diz-se que a corrente flui de negativa para positiva.<\/p>\n

Em um circuito simples usando uma bateria, os el\u00e9trons fluem do terminal positivo para o negativo quando o circuito \u00e9 conclu\u00eddo.<\/p>\n

Na escala at\u00f4mica, a atra\u00e7\u00e3o entre pr\u00f3tons carregados positivamente no n\u00facleo e el\u00e9trons carregados negativamente fora mant\u00e9m os \u00e1tomos juntos e permite que eles se liguem entre si para formar mol\u00e9culas e compostos.<\/p>\n

Os pr\u00f3tons no n\u00facleo s\u00e3o mantidos no lugar pela for\u00e7a nuclear forte, que, nessa escala extremamente pequena, supera a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica<\/p>\n

Campos electromagn\u00e9ticos<\/strong><\/p>\n

O conceito de campos eletromagn\u00e9ticos foi desenvolvido pelo cientista Michael Faraday no in\u00edcio do s\u00e9culo XIX. Ele mostrou que objetos eletricamente carregados e magnetizados podiam influenciar um ao outro \u00e0 dist\u00e2ncia.<\/p>\n

Por exemplo, uma corrente el\u00e9trica que flui atrav\u00e9s de uma bobina de fio pode desviar uma agulha da b\u00fassola e induzir uma corrente em outra bobina pr\u00f3xima.<\/p>\n

Ele tamb\u00e9m mostrou que um campo magn\u00e9tico vari\u00e1vel pode produzir uma corrente el\u00e9trica em um fio.<\/p>\n

Isso estabeleceu uma conex\u00e3o entre eletricidade e magnetismo e a exist\u00eancia de um campo que varia com a dist\u00e2ncia ao redor de objetos eletricamente carregados ou magn\u00e9ticos.<\/p>\n

Mais tarde, no s\u00e9culo 19, o f\u00edsico James Clerk Maxwell produziu uma s\u00e9rie de equa\u00e7\u00f5es que explicavam n\u00e3o apenas a rela\u00e7\u00e3o entre eletricidade e magnetismo, mas tamb\u00e9m mostravam que a luz era uma perturba\u00e7\u00e3o do campo eletromagn\u00e9tico em forma de onda.<\/p>\n

Ele chegou a essa conclus\u00e3o quando calculou a velocidade com que as influ\u00eancias eletromagn\u00e9ticas viajam e descobriu que essa era sempre a velocidade da luz.<\/p>\n

A implica\u00e7\u00e3o era que a luz era uma forma de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica que viajava como ondas. Isso levou \u00e0 teoria da eletrodin\u00e2mica cl\u00e1ssica, na qual uma onda eletromagn\u00e9tica \u00e9 gerada por uma carga el\u00e9trica em movimento.<\/p>\n

O movimento de uma bobina de fio em um campo magn\u00e9tico pode gerar ondas de r\u00e1dio de baixa energia, enquanto o movimento mais energ\u00e9tico de el\u00e9trons em um fio quente pode gerar luz vis\u00edvel.<\/p>\n

Eletrodin\u00e2mica Qu\u00e2ntica<\/strong><\/p>\n

Com a investiga\u00e7\u00e3o de Einstein do efeito fotoel\u00e9trico, em que a luz pode desalojar el\u00e9trons de uma superf\u00edcie de metal, veio a descoberta de que a radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica pode se comportar tanto como part\u00edculas quanto como ondas. Essas part\u00edculas s\u00e3o chamadas f\u00f3tons.<\/p>\n

Os el\u00e9trons em um \u00e1tomo podem ganhar energia absorvendo um f\u00f3ton e perder energia emitindo um. Dessa maneira, a radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica pode ser explicado como a emiss\u00e3o de f\u00f3tons quando os el\u00e9trons experimentam uma queda nos n\u00edveis de energia.<\/p>\n

De acordo com a teoria qu\u00e2ntica, todas as quatro for\u00e7as da natureza podem ser explicadas em termos de troca de part\u00edculas, como fotos no caso da for\u00e7a eletromagn\u00e9tica.<\/p>\n

Para explicar essa for\u00e7a de maneira consistente com a teoria qu\u00e2ntica, foi desenvolvida a teoria da eletrodin\u00e2mica qu\u00e2ntica. A ideia \u00e9 que a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica seja mediada por f\u00f3tons “virtuais” que existem apenas fugazmente durante as intera\u00e7\u00f5es entre part\u00edculas carregadas. Explica todas as intera\u00e7\u00f5es eletromagn\u00e9ticas e testes rigorosos provaram que \u00e9 uma teoria muito precisa<\/p>\n

\"\"O f\u00edsico James Clerk Maxwell ficou conhecido por seu trabalho com eletromagnetismo<\/strong><\/p>\n

Fonte:<\/strong> ocw.mit.edu\/arxiv.org\/ecee.colorado.edu\/www.mso.anu.edu.au\/www.wisegeek.org\/www.electrical4u.com\/www.amherst.edu\/www.bestdegreeprograms.org\/www.clerkmaxwellfoundation.org<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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