O eletromagnetismo é um ramo da física que estuda a interação entre a eletricidade e o magnetismo, unificando-os como aspectos diferentes de um único fenômeno: o campo eletromagnético. Essa unificação, uma das maiores realizações da física, é creditada a James Clerk Maxwell.
Conceitos Fundamentais:
Carga Elétrica: A propriedade fundamental da matéria que causa interações eletromagnéticas. Existem dois tipos de carga: positiva e negativa. Cargas de mesmo sinal se repelem, enquanto cargas de sinais opostos se atraem.
Campo Elétrico: Uma região do espaço onde uma carga elétrica experimenta uma força. O campo elétrico é criado por cargas elétricas e é uma grandeza vetorial, tendo magnitude e direção.
Corrente Elétrica: O fluxo de cargas elétricas em um condutor. Medida em Ampères (A).
Potencial Elétrico: A energia potencial elétrica por unidade de carga em um ponto do espaço. A diferença de potencial entre dois pontos é chamada de voltagem (V).
Magnetismo: Fenômeno associado a ímãs e correntes elétricas. Ímãs possuem dois polos: norte e sul. Polos iguais se repelem, polos opostos se atraem.
Campo Magnético: Uma região do espaço onde uma carga elétrica em movimento experimenta uma força. O campo magnético é criado por ímãs e correntes elétricas, também sendo uma grandeza vetorial.
Força de Lorentz: A força que age sobre uma carga elétrica em movimento em um campo magnético. A direção da força é perpendicular à direção da velocidade da carga e à direção do campo magnético.
Leis do Eletromagnetismo:
As interações eletromagnéticas são governadas por um conjunto de quatro equações conhecidas como Equações de Maxwell:
Lei de Gauss para o Campo Elétrico: Relaciona o fluxo elétrico através de uma superfície fechada com a carga elétrica encerrada dentro da superfície.
Lei de Gauss para o Campo Magnético: Afirma que não existem monopolos magnéticos (cargas magnéticas isoladas).
Lei de Faraday da Indução Eletromagnética: Descreve como um campo magnético variável no tempo pode induzir um campo elétrico e gerar uma corrente elétrica.
Lei de Ampère-Maxwell: Relaciona o campo magnético ao redor de um circuito com a corrente elétrica que passa pelo circuito e a variação do fluxo elétrico.
Ondas Eletromagnéticas:
A combinação de campos elétricos e magnéticos variáveis no tempo pode se propagar no espaço como ondas eletromagnéticas. A luz visível é um exemplo de onda eletromagnética, assim como as ondas de rádio, micro-ondas, raios X e raios gama.
Aplicações do Eletromagnetismo:
O eletromagnetismo é fundamental para muitas tecnologias modernas, incluindo:
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