Eletromagnetismo

Fio com corrente

Setas B circulam o fio; aumente corrente I e leia B em T (≈ 10⁻⁶).

Fio com corrente — simulação interativa de Eletromagnetismo. Setas B circulam o fio; aumente corrente I e leia B em T (≈ 10⁻⁶). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

campo magnético de um condutor

As setas B circulam ao redor do condutor; aumente a corrente I e leia B em T (≈ 10⁻⁶).

Um fio reto longo percorrido por uma corrente I produz linhas de campo B circulares ao redor do fio (a lei amperiana: B ∝ I/r). A regra da mão direita dá a direção: polegar ao longo de I, dedos curvando-se com B. Os símbolos ⊗/⊙ marcam o campo entrando/saindo da página. A uma distância fixa, aumente I e leia B em T (≈ 10⁻⁶) — dobrar I dobra B.

• B ∝ I/r
• Regra da mão direita

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta norteadora

Um fio reto transporta uma corrente constante. À medida que você afasta um ponto de teste do fio, a intensidade do campo magnético diminui da mesma forma que o campo de uma carga elétrica?

Previsões para pesar

• Sim - é uma queda simples de 1/r², igual a uma carga pontual.
• O campo não depende da distância do fio.
• Não - o campo de um fio condutor de corrente cai de maneira diferente do de uma carga pontual, uma vez que a corrente é uma fonte estendida (linha), não um ponto.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Distância perpendicular d (m)

O que você mede:

• Intensidade do campo |B_z| (µT)

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição do campo de fios e pressione Redefinir. O fio transporta uma corrente fixa de 8 A através de um segmento 4.8 m.
2. Habilite a leitura de intensidade de campo.
3. Defina a distância perpendicular do ponto médio do fio para cada tentativa e registre a intensidade do campo.

Equação governante

Campo de um fio condutor de corrente finita — B = (μ₀I/4πd)(sinθ₁ + sinθ₂)

A lei de Biot-Savart, integrada ao longo de um fio reto finito, fornece um campo magnético que circunda o fio e depende tanto da distância perpendicular quanto do comprimento do fio através da mesma forma de interpolação de uma linha de carga finita.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) usando μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Compare com a tabela.
• Compare a forma desta fórmula com a fórmula do campo elétrico do experimento de carga de linha. Explique por que tanto uma barra carregada finita quanto um fio condutor de corrente finita produzem campos com o mesmo tipo de dependência de distância — perto de 1/d perto do fio, mais perto de 1/d² longe.

Onde isso aparece além do laboratório

• Para um fio infinito idealizado, o campo simplifica para o clássico B = μ₀I/(2πd) - uma queda limpa 1/d. A que distância, em comparação com o comprimento 4.8 m deste fio, você esperaria que a fórmula do fio finito deste experimento se aproximasse da aproximação do fio infinito?
• Uma agulha de bússola colocada perto de um fio condutor de corrente desvia-se para se alinhar com o campo magnético do fio. Explique, usando a regra da mão direita, por que o campo circula ao redor do fio em vez de apontar radialmente para fora como faria um campo elétrico.

• AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
• IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
• General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
• Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
• Middle School Physical Science — Fields without contact

1. Bem-vindo ao campo de um condutor
2. Selecione o condutor
3. Pressione Reproduzir
4. Campo B ao redor de um condutor
5. Abra o Painel de propriedades
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

Abrir laboratório interativo →

Baixe a planilha do laboratório →

Campos Magnéticos de Correntes