O que é eletromagnetismo?

Eletromagnetismo

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:

  1. Lei de Gauss para o Campo Elétrico: Relaciona o fluxo elétrico através de uma superfície fechada com a carga elétrica encerrada dentro da superfície.

  2. Lei de Gauss para o Campo Magnético: Afirma que não existem monopolos magnéticos (cargas magnéticas isoladas).

  3. Lei de Faraday da Indução Eletromagnética: Descreve como um campo magnético variável no tempo pode induzir um campo elétrico e gerar uma corrente elétrica.

  4. 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: