The magnetic field · O campo magnético
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|---|---|
| magnetic field/mæɡˈnetɪk fiːld/ | campo magnético |
| current/ˈkʌrənt/ | corrente |
| permanent magnets/ˈpɜːmənənt ˈmæɡnɪts/ | ímãs permanentes |
| iron filings/ˈaɪən ˈfaɪlɪŋz/ | limalha de ferro |
| field lines/fiːld laɪnz/ | linhas de campo |
| right-hand grip rule/raɪt hænd ɡrɪp ruːl/ | regra da mão direita para enrolamento |
| solenoid/ˈsəʊlənɔɪd/ | solenoide |
| iron core/ˈaɪən kɔː/ | núcleo de ferro |
| electromagnets/ɪˌlektrəʊˈmæɡnɪts/ | eletroímãs |
A field that ignores anything standing still
- Hold a stationary charge next to a powerful magnet and absolutely nothing happens. No force, no push, nothing.
- Set the same charge moving and it is suddenly shoved sideways, at right angles both to its motion and to the field.
- That selectivity is what makes a magnetic field different from an electric one, and it is the first thing the examiner asks you to state.
- This lesson is what a magnetic field 磁场 is, what produces one, and the field-line patterns you must be able to draw.
Um campo que ignora tudo o que está parado
- Segure uma carga estacionária perto de um ímã poderoso e absolutamente nada acontece. Sem força, sem empurrão, nada.
- Faça a mesma carga se mover e ela é repentinamente empurrada lateralmente, perpendicularmente tanto ao seu movimento quanto ao campo.
- Essa seletividade é o que diferencia um campo magnético de um elétrico, e é a primeira coisa que o examinador pede para você afirmar.
- Esta lição explica o que um campo magnético 磁场 é, o que o produz e os padrões de linhas de campo que você deve saber desenhar.
What a magnetic field is
- A magnetic field is a region in which a force acts on a moving charge, a current-carrying conductor or a magnetic material.
- The mark scheme wants the word force and one of those three objects. "A region around a magnet" on its own scores nothing.
- Note what is missing: a charge at rest feels no magnetic force at all. An electric field acts on any charge; a magnetic field is choosy.
O que é um campo magnético
- Um campo magnético é uma região onde uma força age sobre uma carga em movimento, um condutor percorrido por corrente ou um material magnético.
- O gabarito quer a palavra força e um desses três objetos. "Uma região ao redor de um ímã" isoladamente não pontua nada.
- Note o que falta: uma carga em repouso não sente nenhuma força magnética. Um campo elétrico age sobre qualquer carga; um campo magnético é seletivo.
A magnetic field is a region where: · Um campo magnético é uma região onde:
Magnetic forces act only on moving · em movimento charges (and currents) — a charge at rest feels nothing. · As forças magnéticas atuam apenas sobre cargas em movimento (e correntes) — uma carga em repouso não sente nada.
A magnetic field is a region in which a force acts on which of these? Select all · todos that apply. · Um campo magnético é uma região em que uma força atua sobre qual destes? Selecione todos os que aplicam.
A stationary charge feels no magnetic force at all, which is exactly what distinguishes a magnetic field from an electric one. · Uma carga estacionária não sente nenhuma força magnética, o que distingue exatamente um campo magnético de um elétrico.
What produces one
- Moving charges, which in practice means a current 电流 in a wire.
- Permanent magnets 永磁体, where the field comes from tiny atomic currents inside the material.
- Those are the same cause underneath. A permanent magnet is moving charge too, just on an atomic scale.
Iron filings 铁屑 turn an invisible field into something you can photograph
O que o produz
- Cargas em movimento, que na prática significam uma corrente 电流 em um fio.
- Ímãs permanentes 永磁体, onde o campo vem de correntes atômicas minúsculas dentro do material.
- Those são a mesma causa subjacente. Um ímã permanente também é carga em movimento, apenas em escala atômica.
Lima de ferro 铁屑 transforma um campo invisível em algo que pode ser fotografado
Which of these produce a magnetic field? · Qual destes produz um campo magnético?
Moving charges and currents make magnetic fields; a permanent magnet does so via atomic currents. A still charge makes only an electric field. · Cargas em movimento e correntes geram campos magnéticos; um ímã permanente faz isso via correntes atômicas. Uma carga estacionária gera apenas um campo elétrico.
Field lines
- Outside a magnet, field lines 场线 run from N to S, and from S to N inside it, so they always form closed loops.
- Lines never cross, and closer lines mean a stronger field. Every line carries an arrow.
- The lines are strongest, that is closest together, near the poles.
Closed loops, crowded at the poles
Linhas de campo
- Fora de um ímã, as linhas de campo 场线 vão de N para S, e de S para N dentro dele, formando sempre loops fechados.
- Linhas nunca cruzam, e linhas mais próximas indicam um campo mais forte. Cada linha carrega uma seta.
- As linhas são mais fortes, isto é, mais próximas, perto dos polos.
Loops fechados, aglomerados nos polos
Magnetic field lab · Laboratório de campo magnético
Move between magnetic arrangements and see how field patterns change. · Mova-se entre arranjos magnéticos e veja como os padrões de campo mudam.
Outside a magnet, the field lines run: · Fora de um ímã, as linhas de campo percorrem:
Lines leave the N pole and enter the S pole outside, forming closed loops through the magnet. · Linhas saem do polo N e entram no polo S externamente, formando laços fechados através do ímã.
Magnetic field lines never cross. · Linhas de campo magnético nunca se cruzam.
If they crossed, the field would point two ways at once — impossible. Closer lines just mean a stronger field. · Se se cruzassem, o campo apontaria em duas direções ao mesmo tempo — impossível. Linhas mais próximas significam apenas um campo mais forte.
Field lines drawn closer together mean a ____ field. · Linhas de campo desenhadas mais próximas significam um campo ____.
Line spacing shows strength — closer lines, stronger field. · O espaçamento das linhas mostra a intensidade — linhas mais próximas, campo mais forte.
Worked example: drawing the field of a straight wire
- Draw four field lines around a long straight wire carrying current into the page.
- The lines are concentric circles centred on the wire. That is the first mark.
- Their spacing increases with distance, because the field weakens as you move away. That is the second.
- Every line carries an arrow, and for current into the page the direction is clockwise, by the right-hand grip rule 右手定则: thumb along the current, fingers curl the way the field points.
Exemplo resolvido: desenhar o campo de um fio reto
- Desenhe quatro linhas de campo ao redor de um fio longo e reto percorrido por corrente entrando na página.
- As linhas são círculos concêntricos centrados no fio. Essa é a primeira marca.
- Seu espaçamento aumenta com a distância, pois o campo enfraquece à medida que você se afasta. Essa é a segunda.
- Cada linha carrega uma seta, e para corrente entrando na página, a direção é horária, pela regra da mão direita 右手定则: polegar ao longo da corrente, dedos curvam-se na direção do campo.
The patterns to know
- Bar magnet: curved lines from N to S outside, closest near the poles.
- Long straight wire: concentric circles, spacing widening with distance.
- Flat circular coil: the loops around the two sides reinforce through the centre, so the field there is at right angles to the plane of the coil and strongest at the centre. Seen from one face the coil is a north pole, from the other a south pole.
- Long solenoid 螺线管: many such coils in a row, so the field inside is nearly uniform and parallel to the axis, like a stretched bar magnet, and it falls off fast outside.
Uniform down the middle, and a bar magnet's field at the ends
Os padrões a conhecer
- Ímã em barra: linhas curvas de N para S fora, mais próximas perto dos polos.
- Fio longo e reto: círculos concêntricos, espaçamento aumentando com a distância.
- Bobina circular plana: os loops nos dois lados se reforçam pelo centro, então o campo lá é perpendicular ao plano da bobina e mais forte no centro. Visto de uma face, a bobina é um polo norte, da outra um polo sul.
- Solenóide longo 螺线管: muitas dessas bobinas em sequência, então o campo interno é quase uniforme e paralelo ao eixo, como um ímã em barra alongado, e ele cai rapidamente fora.
Uniforme no meio, e o campo de um ímã em barra nas extremidades
Drawing field lines round a straight wire is marked on which points? Select all · todos that apply. · Desenhar linhas de campo ao redor de um fio reto é cobrado em quais pontos? Selecione todos os que aplicam.
Circles, widening spacing, arrows. For current into the page the direction is clockwise, by the right-hand grip rule. · Círculos, espaçamento aumentando, setas. Para corrente entrando na página, a direção é horária, pela regra do aperto da mão direita.
The iron core
- Putting an iron core 铁芯, or any ferrous material, inside a solenoid greatly increases the field.
- The reason, and this is the marked answer: the core becomes magnetised by the solenoid's field, and its own field adds to the field of the current.
- This is why electromagnets 电磁铁 and transformers are built around iron cores rather than air.
O núcleo de ferro
- Colocar um núcleo de ferro 铁芯, ou qualquer material ferroso, dentro de um solenóide aumenta muito o campo.
- A razão, e esta é a resposta marcada: o núcleo torna-se magnetizado pelo campo do solenóide, e seu próprio campo soma-se ao campo da corrente.
- É por isso que eletroímãs 电磁铁 e transformadores são construídos com núcleos de ferro em vez de ar.
What is the magnetic field like inside a long solenoid? · Como é o campo magnético dentro de um solenoide longo?
A solenoid is many coils in a row, so the field inside is uniform like a stretched bar magnet's, and it falls off fast outside. · Um solenoide é muitas espiras em sequência, logo o campo interno é uniforme como o de uma barra magnética esticada, e ele decai rapidamente fora.
Match each arrangement to the shape of its magnetic field. · Combine cada arranjo com a forma de seu campo magnético.
All four are worth being able to draw from memory, with arrows and with spacing that shows where the field is strong. · Os quatro valem a pena saber desenhar de memória, com setas e com espaçamento que mostre onde o campo é forte.
Marks that slip away
- The definition needs the word force and one of: moving charge, current-carrying conductor, magnetic material. A stationary charge feels nothing.
- Field lines form closed loops: N to S outside, S to N inside. They never simply stop.
- A wire's field lines are concentric circles whose spacing widens, and each needs an arrow.
- An iron core works because it is magnetised and adds its own field, not because it "concentrates" or "attracts" the field.
Marcas que escapam
- A definição precisa da palavra força e uma das seguintes: carga em movimento, condutor percorrido por corrente, material magnético. Uma carga estacionária não sente nada.
- Linhas de campo formam loops fechados: N para S fora, S para N dentro. Elas nunca simplesmente param.
- As linhas de campo de um fio são círculos concêntricos cujo espaçamento aumenta, e cada uma precisa de uma seta.
- Um núcleo de ferro funciona porque é magnetizado e adiciona seu próprio campo, não porque "concentra" ou "atrai" o campo.
Why does an iron core greatly increase the field of a solenoid? · Por que um núcleo de ferro aumenta muito o campo de um solenoide?
The core's atomic magnets line up and contribute their own field. That is the marked wording, and it is why electromagnets and transformers use iron cores. · Os ímãs atômicos do núcleo alinham-se e contribuem com seu próprio campo. Essa é a formulação exata cobrada, e é por isso que eletroímãs e transformadores usam núcleos de ferro.
You've got it
- a magnetic field is a region where a force acts on a moving charge, a current-carrying conductor or a magnetic material; a stationary charge feels nothing
- it is produced by moving charges or by permanent magnets, which are atomic currents
- field lines run N to S outside and S to N inside, forming closed loops; they never cross, and closer means stronger
- patterns: bar magnet, concentric circles round a wire by the right-hand grip rule, a coil acting as a small magnet, and a solenoid uniform inside; an iron core is magnetised and adds its own field
Entendeu?
- um campo magnético é uma região onde uma força age sobre uma carga em movimento, um condutor percorrido por corrente ou um material magnético; uma carga estacionária não sente nada
- é produzido por cargas em movimento ou por ímãs permanentes, que são correntes atômicas
- linhas de campo vão de N para S fora e S para N dentro, formando loops fechados; elas nunca cruzam, e mais próximas significam mais forte
- padrões: ímã em barra, círculos concêntricos ao redor de um fio pela regra da mão direita, uma bobina atuando como um pequeno ímã, e um solenóide uniforme internamente; um núcleo de ferro é magnetizado e adiciona seu próprio campo