segunda-feira, agosto 15, 2011

Regra das Mãos Direita e Esquerda

Como foi visto antes, eletricidade gera campo magnético.  Para definir a direção e sentido de um campo magnético pode-se usar umas regras. Essas são as duas leis elementares de Laplace: a regra da mão direita e da mão esquerda.
Para entendermos o esquema das forças representadas na figura abaixo temos que lembrar que a força que atua no fio 2 é exercida graças ao campo magnético do fio 1 - e a força que atua no fio 1 é exercida graças ao campo magnético do fio 2:

www.peter-thomson.co.uk/tornado/fusion/Charge...

Olhando a figura a seguir - que chamaremos de figura de referência - podemos entender melhor o que ocorre:

electron9.phys.utk.edu/.../modules/m7/Ampere.htm

Se aplicarmos a regra da mão direita (indicada na figura abaixo) - onde consideramos o dedo polegar representando a corrente elétrica e os demais dedos (que contornam o fio) representando o sentido do campo magnético - ao fio 1 da figura de referência, podemos observar que, no lado voltado para o fio 2, o campo magnético associado ao fio 1 está entrando no plano da página.

encarta.msn.com/.../right-hand_rule.html

Agora, vamos usar a regra da mão direita no fio 2 da figura de referência. Aqui também consideraremos a força magnética (o dedo polegar representa a corrente elétrica; o dedo indicador representa o campo magnético; e o dedo médio representa a força magnética - e os três devem estar perpendiculares entre si) conforme a figura a seguir:


www.uni-duesseldorf.de/.../bas/b_coor.htm
A seta vermelha (dedo polegar) indica corrente elétrica; a seta verde (dedo indicador) indica o campo magnético; e a seta azul (dedo médio) indica a força.


Neste caso, voltando à figura de referência, teremos corrente para cima, campo magnético (do fio 1) entrando e, portanto, a força magnética terá seu sentido para esquerda, ou seja, apontará para o fio 1.

Pela regra da mão direita também podemos observar que, no lado voltado para o fio 1, o campo magnético associado ao fio 2 está saindo do plano da página. Agora, usando a regra da mão direita no fio 1, considerando também a força magnética, temos corrente para cima, campo magnético (do fio 2) saindo e, portanto, a força magnética terá seu sentido para a direita, ou seja, apontará para o fio 2.

Assim, temos força atrativa quando as correntes estão no mesmo sentido. O fio 2 é atraído pelo fio 1 e o fio 1 atraído pelo 2.

Essa situação está esquematizada na figura a seguir:

theory.uwinnipeg.ca/physics/mag/node10.html

No caso em que as correntes tiverem sentidos opostos, a força entre os condutores terá sua intensidade determinada da mesma forma, porém será uma força repulsiva.

Imaginemos, agora, a situação anterior (com a corrente do fio 1 para cima), mas com a corrente de um terceiro fio orientada para baixo. Nessa nova situação podemos utilizar o mesmo raciocínio para determinarmos o sentido da força que atua em cada fio.

Pela regra da mão direita aplicada ao fio 1 podemos observar na figura abaixo que, no lado voltado para o fio 3, o campo magnético associado ao fio 1 está entrando no plano da página. Usando a regra da mão direita no fio 3, considerando a força magnética, temos corrente para baixo, o campo magnético (do fio 1) entrando e, portanto, a força magnética terá seu sentido para a direita, ou seja, apontará no sentido de afastamento em relação ao fio 1.

Ainda podemos observar que, no lado voltado para o fio 1, o campo magnético associado ao fio 3 está entrando no plano da página.

Agora, usando a regra da mão direita no fio 1, considerando também a força magnética, temos corrente para cima, campo magnético (do fio 3) saindo e, portanto, a força magnética terá seu sentido para a esquerda, ou seja, apontará no sentido de afastamento em relação ao fio 3.

Assim, temos uma força repulsiva quando as correntes possuem sentidos opostos. O fio 1 é repelido pelo fio 3 - e o fio 3 é repelido pelo fio 1:


physics.ucsd.edu/.../Manual/index.html
Força de repulsão entre o fio 1 e o fio 3 - com correntes em sentidos opostos.


Observação: também podemos utilizar a regra da mão esquerda para determinarmos os sentidos das grandezas físicas aqui trabalhadas. Lembrando que, por essa regra: o dedo polegar indica o sentido da força; o dedo indicador, o campo magnético; e o dedo médio, a corrente elétrica. E os três dedos também formam ângulos de 90o entre si.
E aqui uma tabela indicando o uso mais adequado para uma ou outra:
Regra dos três dedos da mão esquerda


Regra dos três dedos da mão direita

Fenómeno : indução eletromagnética

Fenómeno : força eletromagnética
                        

Aplicação : gerador eletromagnético


Aplicação : motor elétrico

Esquema de princípio :

Esquema de princípio :

Relações entre vetores :
 

Relações entre vetores :

Regra dos 3 dedos da mão esquerda :

Regra dos 3 dedos da mão direita :
 
Fontes:
http://elektron.esmartweb.com/elektronjuvenil/juvresposta18regrasdos3dedos.htm
http://educacao.uol.com.br/fisica/condutores-retilineos-e-paralelos-regra-da-mao.jhtm

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