Campo magnético

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A direção das linhas campo campo magnético de um ímã, demonstradas pelo alinhamento da limalha de ferro sobre colocado sob uma ímã. A alta permeabilidade magnética das limalhas individuais fazem com que o campo magnético seja maior nas pontas delas. Isto faz com que as limalhas individuais atraiam umas às outras, formando grupos alongados que desenham linhas. Não se espera que estas linhas sejam linhas de campo precisas para este magneto, mais ainda, a magnetização do próprio ferro deve alterar o campo magnético.

Campos magnéticos cercam materiais em correntes elétricas e são detectados pela força que exercem sobre materiais magnéticos ou cargas elétricas em movimento. O campo magnético em qualquer lugar possui tanto uma direção quanto uma magnitude (ou força), por tanto é um campo vetorial.[1]

À luz da relatividade especial, os campos elétrico e magnético são dois aspectos inter-relacionados de um mesmo objeto, chamado de campo eletromagnético. Um campo elétrico puro em um sistema de referência é observado como uma combinação de um campo elétrico e um campo magnético em um sistema de referência em movimento em relação ao primeiro.

Na física moderna, o campo magnético e o campo elétrico são entendidos como sendo um campo fotônico. Na linguagem do Modelo Padrão a força magnética é mediada por fótons. Frequentemente esta descrição microscópica não é necessária por que a teoria clássica, mais simples e coberta neste artigo, é suficiente. A diferença é desprezível na maioria das circunstâncias.

B e H

Mais informações: Magnetização
Nomes alternativos para B [2]
nome usado por
densidade de fluxo magnético engenheiros eletricistas
indução magnética matemáticos
engenheiros eletricistas
campo magnético físicos
Nomes alternativos para H [2]
nome usado por
intensidade de campo magnético engenheiros eletricistas
campo magnético auxiliar físicos
campo magnetizante físicos

A expressão campo magnético é usada para dois campos vetoriais diferentes, simbolizados por B e H.[nota 1][nota 2]

Existem muitos nomes alternativos para os dois campos (veja tabela ao lado). Para evitar confusão, este artigo usa campo B e campo H para estes campos, e usa campo magnético onde qualquer um dos dois campos se aplicar.

O campo B pode ser definido de muitas formas equivalentes baseado nos seus efeitos sobre o ambiente. Por exemplo, uma partícula com carga elétrica, q, movendo-se em um campo B com uma velocidade v, experimenta uma força F:

onde × é o produto vetorial. O campo B é medido em tesla no SI, e em gauss em unidades cgs.

Quando uma partícula carregada "q" está sob a influência dos campos magnéticos e elétrico, duas forças são aplicadas sobre ela. A soma dessas forças é conhecida como Força de Lorentz:

Tecnicamente, B é um pseudovetor (também chamado de vetor axial - esta é uma afirmação sobre como o campo magnético se comporta quando você reflete o mundo em um espelho, conhecido como paridade). Este fato fica aparente da definição acima de B.

Apesar da maneira de ver B ter mudado com o passar dos anos, este é agora entendido como sendo a quantidade fundamental, enquanto H é um campo derivado. Este é definido como uma modificação de B devido a campos magnéticos produzidos pelo meio material, tal que (em unidades do SI):

onde M é a magnetização do material e μ0 é a permeabilidade do vácuo (ou a constante magnética).[3] O campo H é medido em amperes por metro (A/m) em unidades do SI, e em oersteds (Oe) em unidades cgs.[4]

Em materiais cujo M é proporcional a B a relação entre B e H pode ser colocada na forma mais simples: H = Bμ. onde μ é um parâmetro dependente do material, chamado de permeabilidade. No vácuo não há magnetização, M, de forma que H = B / μ0 (vácuo). Para muitos materiais, entretanto, não há uma relação simples entre B e M. Por exemplo, materiais ferromagnéticos e supercondutores possuem uma magnetização que é uma função de múltiplos valores de B, devido à histerese.[5]

Veja #História abaixo para mais detalhes.