Bdtjtk

Esta página ou secção foi marcada para revisão, devido a inconsistências e/ou dados de confiabilidade duvidosa. Se tem algum conhecimento sobre o tema, por favor verifique e melhore a consistência e o rigor deste artigo. Pode encontrar ajuda no WikiProjeto Física. Se existir um WikiProjeto mais adequado, por favor corrija esta predefinição.

Pela sua importância, esta página necessita ser revisada ou reformulada por conter informações incoerentes ou informações importantes mas ausentes. Se você necessita de ajuda urgente sobre o tema, procure no Projeto Ciência ou em seus projetos relacionados. Durante a reforma, as informações nesta página poderão mudar rapidamente e o texto ainda poderá conter inconsistências ou erros ainda não corrigidos. Data: 15/02/2010.

Eletromagnetismo
Representação do vetor campo elétrico de uma onda eletromagnética circularmente polarizada.
Eletrostática Carga elétrica Eletricidade Lei de Coulomb Campo elétrico Fluxo elétrico Lei de Gauss Potencial elétrico Potência elétrica Indução eletrostática Momento do dipolo elétrico Densidade de polarização Lei de Ohm
História História da Física
Magnetostática Lei de Ampère Corrente elétrica Campo magnético Magnetismo Magnetização Fluxo magnético Lei de Biot–Savart Momento magnético Polarização dielétrica Lei de Gauss para o magnetismo Força magnética
Eletrodinâmica Espaço livre Força de Lorentz Força eletromotriz Indução eletromagnética Lei da indução de Faraday Lei de Lenz Corrente de deslocamento Equações de Maxwell Campo eletromagnético Radiação eletromagnética Potenciais de Liénard-Wiechert Tensor de Maxwell
Circuitos elétricos Circuito elétrico Circuito RC Circuito RLC Circuito LC Frequência de ressonância Condução elétrica Resistência elétrica Capacitância Indutância Impedância elétrica Cavidade ressonante Guias de onda Fasor Capacitor
Físicos James Clerk Maxwell Heinrich Hertz Alessandro Volta Michael Faraday Charles de Coulomb Hans Christian Ørsted Nikola Tesla André-Marie Ampère Carl Friedrich Gauss Hendrik Lorentz
v d e

Eletromagnetismo (AO 1945: electromagnetismo) é o ramo da física que estuda unificadamente os fenômenos da eletricidade e do magnetismo.^[1][2][3] Esta teoria baseia-se no conceito de campo eletromagnético, a interação conjunta entre os campos elétrico e magnético. Tal interação é regida pelas quatro equações de Maxwell.

O campo magnético é resultado do movimento de cargas elétricas, ou seja, é resultado de corrente elétrica. O campo magnético pode resultar em uma força eletromagnética quando associada a ímãs.

A variação do fluxo magnético resulta em um campo elétrico (fenômeno conhecido por indução eletromagnética, mecanismo utilizado em geradores elétricos, motores e transformadores de tensão).^[2] Semelhantemente, a variação de um campo elétrico gera um campo magnético. Devido a essa interdependência entre campo elétrico e campo magnético, faz sentido falar em uma única entidade chamada campo eletromagnético.

A teoria eletromagnética é essencial para o funcionamento de eletrodomésticos como computadores, receptores de televisão, aparelhos de rádio e lâmpadas. Além disso, é responsável por fenômenos naturais como o relâmpago, as auroras polares e o arco-íris. Cosmologicamente, a força eletromagnética permite a coesão de átomos e moléculas que compõem a matéria do Universo, permitindo, por consequência, a complexidade advinda da química e, no planeta Terra, da biologia.^[1]

História |

Ver artigo principal: História do eletromagnetismo

Desde a Grécia Antiga, fenômenos magnéticos e elétricos são conhecidos. Tales de Mileto descobriu que se um pedaço de âmbar fosse friccionado e depois
aproximado de pedaços de palha, esses pedaços seriam atraídos pelo âmbar.^[1][4][5] Os filósofos gregos também observaram a existência de ímãs naturais, como certas pedras que atraíam objetos de ferro quando próximos a elas.^[1]

Mas foi somente no início do século XVII que se começaram a formular explicações científicas destes fenômenos.^[6] Durante estes dois séculos, XVII e XVIII, célebres cientistas como William Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin e Alessandro Volta, entre outros, dedicaram-se a investigar estes dois fenômenos separadamente e chegaram a conclusões coerentes com seus experimentos.

Michael Faraday

No início do século XIX, Hans Christian Ørsted obteve evidência empírica da relação entre os fenômenos magnéticos e elétricos. A partir daí, os trabalhos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon, Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday foram unificados por James Clerk Maxwell em 1861 por meio de equações que descreviam ambos os fenômenos como um só: o fenômeno eletromagnético.^[6] Esta unificação foi uma das grandes descobertas da física no século XIX.

James Clerk Maxwell.

As chamadas equações de Maxwell demonstravam que os campos elétricos e magnéticos eram manifestações de um só campo eletromagnético. Além disso, descreviam a natureza ondulatória da luz, mostrando-a como uma onda eletromagnética.^[7]

Com uma teoria única e consistente, que descrevia os dois fenômenos anteriormente julgados distintos, os físicos puderam realizar vários experimentos prodigiosos e inventos úteis, como a lâmpada elétrica (Thomas Alva Edison) ou o gerador de corrente alternada (Nikola Tesla).^[8] O êxito preditivo da teoria de Maxwell e a busca de uma interpretação coerente das suas implicações foi o que levou Albert Einstein a formular sua teoria da relatividade, que se apoiava em alguns resultados prévios de Hendrik Antoon Lorentz e Henri Poincaré.^[2]

Na primeira metade do século XX, com o advento da mecânica quântica, o eletromagnetismo teve sua formulação refinada, com o objetivo de adquirir coerência com a nova teoria. Isto se conseguiu na década de 1940, quando se completou a teoria quântica eletromagnética, mais conhecida como eletrodinâmica quântica.

A força eletromagnética |

Ver artigo principal: Força de Lorentz

A força que um campo eletromagnético exerce sobre cargas elétricas, chamada força eletromagnética, é uma das quatro forças fundamentais. As outras são: a força nuclear forte (que mantém o núcleo atômico coeso), a força nuclear fraca (que causa certas formas de decaimento radioativo), e a força gravitacional.^[2] Quaisquer outras forças provêm necessariamente dessas quatro forças fundamentais.

A força eletromagnética tem a ver com praticamente todos os fenômenos físicos que se encontram no cotidiano, com exceção da gravidade. Isso porque as interações entre os átomos são regidas pelo eletromagnetismo, já que são compostos por prótons e elétrons, ou seja, por cargas elétricas. Do mesmo modo as forças eletromagnéticas interferem nas relações intermoleculares, ou seja, entre nós e quaisquer outros objetos. Assim podem-se incluir fenômenos químicos e biológicos como consequência do eletromagnetismo.

Cabe ressaltar que, conforme a eletrodinâmica quântica, a força eletromagnética é resultado da interação de cargas elétricas com fótons.

O eletromagnetismo clássico |

Eletroímã: um exemplo de aplicação da força eletromagnética.

O cientista William Gilbert propôs que a eletricidade e o magnetismo, apesar de ambos causarem efeitos de atração e repulsão, seriam efeitos distintos. Entretanto marinheiros percebiam que raios causavam perturbações nas agulhas das bússolas, mas a ligação entre os raios e a eletricidade ainda não estava traçada até os experimentos que Benjamin Franklin propôs em 1752. Um dos primeiros a descobrir e publicar as relações entre corrente elétrica e o magnetismo foi Romagnosi, que em 1802 afirmou que um fio conectado a uma pilha provocava um desvio na agulha de uma bússola que estivesse próxima. No entanto essa notícia não recebeu o crédito que lhe era devido até que, em 1820, Hans Christian Ørsted montou um experimento similar.

A teoria do eletromagnetismo foi desenvolvida por vários físicos durante o século XIX, culminando finalmente no trabalho de James Clerk Maxwell, o qual unificou as pesquisas anteriores em uma única teoria e descobriu a natureza eletromagnética da luz. No eletromagnetismo clássico, o campo eletromagnético obedece a uma série de equações conhecidas como equações de Maxwell, e a força eletromagnética pela Lei de Lorentz.

Uma das características do eletromagnetismo clássico é a dificuldade em associar com a mecânica clássica, compatível porém com a relatividade especial. Conforme as equações de Maxwell, a velocidade da luz é uma constante, depende apenas da permissividade elétrica e permeabilidade magnética do vácuo. Isso porém viola a invariância de Galileu, a qual já era há muito tempo base da mecânica clássica. Um caminho para reconciliar as duas teorias era assumir a existência de éter luminífero através do qual a luz propagaria. No entanto, os experimentos seguintes falharam em detectar a presença do éter. Em 1905, Albert Einstein resolveu o problema com a teoria da relatividade especial, a qual abandonava as antigas leis da cinemática para seguir as transformações de Lorentz as quais eram compatíveis com o eletromagnetismo clássico.

A teoria da relatividade mostrou também que adotando-se um referencial em movimento em relação a um campo magnético, tem-se então um campo elétrico gerado. Assim como também o contrário era válido, então de fato foi confirmado a relação entre eletricidade e magnetismo. Portanto o termo "eletromagnetismo" estava consolidado.

Unidades |

Sistema Internacional de Unidades para Eletromagnetismo
Símbolo	Nome da grandeza	Nome da unidade	Unidade	Unidades base
I{displaystyle I}	Corrente elétrica	ampère	A	A = W/V = C/s
q{displaystyle q}	Carga elétrica	coulomb	C	A·s
V{displaystyle V}	Diferença de potencial ou Potencial elétrico	volt	V	J/C = kg·m2·s−3·A−1
R{displaystyle R}, Z{displaystyle Z}, X{displaystyle X}	Resistência elétrica, Impedância, Reatância	ohm	Ω	V/A = kg·m2·s−3·A−2
ρ{displaystyle rho }	Resistividade	ohm metro	Ω·m	kg·m3·s−3·A−2
P{displaystyle P}	Potência elétrica	watt	W	V·A = J/s = kg·m2·s−3
C{displaystyle C}	Capacitância	farad	F	C/V = kg−1·m−2·A2·s4
λ{displaystyle lambda }	lambda	carga linear ou comprimento de onda
ϵ{displaystyle epsilon }	Permissividade	farad por metro	F/m	kg−1·m−3·A2·s4
χe{displaystyle chi _{e}}	Susceptibilidade elétrica	Adimensional	-	-
G{displaystyle G}, Y{displaystyle Y}, B{displaystyle B}	Condutância, Admitância, Susceptância	siemens	S	Ω−1 = kg−1·m−2·s3·A2
σ{displaystyle sigma }	Condutividade	siemens por metro	S/m	kg−1·m−3·s3·A2
B→{displaystyle {vec {B}}}	Campo magnético,densidade de fluxo magnético, Indução magnética	tesla	T	Wb/m2 = kg·s−2·A−1 = N·A−1·m−1
Φm{displaystyle Phi _{m}}	Fluxo magnético	weber	Wb	V·s = kg·m2·s−2·A−1
Φe{displaystyle Phi _{e}}	Fluxo elétrico	coulomb	C
H{displaystyle H}	Intensidade magnética	ampère por metro	A/m	A·m−1
	Relutância	ampère por weber	A/Wb	kg−1·m−2·s2·A2
L{displaystyle L}	Indutância	henry	H	Wb/A = V·s/A = kg·m2·s−2·A−2
μ{displaystyle mu }	Permeabilidade	henry por metro	H/m	kg·m·s−2·A−2
χm{displaystyle chi _{m}}	Susceptibilidade magnética	Adimensional
χm{displaystyle chi _{m}}	Susceptibilidade magnética	Adimensional
H~{displaystyle {tilde {H}}}	função de transferência
α{displaystyle alpha }	coeficiente de temperatura
εε′{displaystyle {boldsymbol {varepsilon }}quad {boldsymbol {varepsilon ^{'}}}}	força e contra força elemotriz
φ{displaystyle varphi }	Fase Inicial
ω{displaystyle omega }	velocidade angular ou frequência angular

Outras Unidades para o Eletromagnetismo
Símbolo	Unidade	Descrição
Ω{displaystyle Omega }	ohm	(unidade SI de resistência)
A,B{displaystyle mathbb {A} ,mathbb {B} }	Fasor
Emáx{displaystyle E_{text{máx}}}	rigidez dielétrica
eV{displaystyle eV}	Elétron	eletrão-volt (unidade de energia)
F{displaystyle F}	Farad	(unidade SI de capacidade)
f{displaystyle f}	Frequência
G{displaystyle G}	Gauss	(unidade de campo magnético) ou prefixo giga (109{displaystyle 10^{9}})
h{displaystyle h}	constante de Planck
K{displaystyle K}	constante dielétrica
M{displaystyle M}	indutância mútua
m→{displaystyle {vec {m}}}	momento magnético
R{displaystyle R}	função resposta de frequência
e{displaystyle e}	carga elementar
tC,tL{displaystyle t_{C},t_{L}}	Constantes de Tempo
Ue{displaystyle U_{mathrm {e} }}	energia potencial eletrostática
Ug{displaystyle U_{mathrm {g} }}	energia potencial gravítica
T{displaystyle mathrm {T} }	período de uma onda harmónica ou temperatura
Z{displaystyle Z}	Impedância
km{displaystyle k_{mathrm {m} }}	constante magnética
Δ{displaystyle Delta }	aumento de uma grandeza física
E→{displaystyle {vec {E}}}	campo elétrico
fmáx{displaystyle f_{text{máx}}}	valor máximo da função sinusoidal
A,B…{displaystyle mathrm {A,B} ldots }	pontos no espaço, curvas, superfícies e sólidos
k{displaystyle k}	constante de Coulomb
τ→{displaystyle {vec {tau }}}	torque
Hz{displaystyle Hz}	Hertz	hertz (unidade SI de frequência)
f¯{displaystyle {bar {f}}}		valor médio da função f{displaystyle f}
f~{displaystyle {tilde {f}}}		transformada de Laplace da função f{displaystyle f}
f′,f″…{displaystyle f',f''ldots }		derivadas da função f{displaystyle f} de uma variável
ρ{displaystyle rho }		carga volúmica ou resistividade

Ver também |

A Wikipédia possui o Portal de Física.

• Força Eletromagnética


• Equações de Maxwell

Referências

Bibliografia |

• 
  Halliday, David (2012). Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo (9ª ed). Rio de Janeiro, RJ: LTC - Livros Técnicos e Científicos 
  

Ligações externas |

Outros projetos Wikimedia também contêm material sobre este tema:
	Livros e manuais no Wikilivros

v d e Campos de estudo da Física
Mecânica clássica	Cinemática Estática Dinâmica Mecânica dos corpos rígidos Mecânica dos fluidos Mecânica de Lagrange Mecânica hamiltoniana
Ondulatória	Acústica Óptica
Termofísica	Termodinâmica Calorimetria Teoria cinética dos gases Mecânica estatística
Eletromagnetismo	Eletricidade Eletromagnetismo Eletrostática Magnetostática Magnetismo Óptica
Relatividade	Relatividade restrita Relatividade geral
Mecânica quântica	Mecânica ondulatória Teoria quântica de campos
Física aplicada	Físico-química Astrofísica Geofísica Biofísica Física médica Física matemática Meteorologia física
Matéria condensada	Física mesoscópica

• Portal da física
• Portal da ciência