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Força sobre um fio com corrente, motor e indução

Um fio com corrente dentro de um campo magnético sofre um empurrão. O empurrão é máximo quando o fio forma 90° com o campo e é zero quando o fio é paralelo a ele. A regra da mão esquerda de Fleming mostra a direção da força. Um motor usa esse empurrão para girar uma bobina; um gerador faz o contrário e produz corrente ao mover uma bobina ou um ímã.

🎬 História passo a passo

  1. Aqui está uma barra de cobre apoiada em dois trilhos metálicos, entre o polo N (em cima) e o polo S (embaixo) de um ímã grande. Não passa corrente, então nada acontece.
  2. Agora a corrente I passa pela barra. O campo B aponta para baixo, a corrente vai de um trilho ao outro e a barra recebe um empurrão F para o lado. Veja a barra rolar pelos trilhos. Toque em 'Inverter corrente' ou 'Inverter ímã' e o empurrão muda de sentido.
  3. Agora giramos a barra devagar de 90° até 0°. Quanto mais a barra se alinha com o campo, menor fica a seta verde da força. Em 0° (paralela) a força é zero.
  4. Um motor elétrico: uma bobina fica entre dois polos. Um lado é empurrado para cima e o outro para baixo, então a bobina gira. O anel dividido e as escovas invertem a corrente a cada meia volta, e ela continua girando para o mesmo lado.
  5. Agora o contrário: empurre um ímã para dentro de uma bobina. O ponteiro do galvanômetro desvia para um lado; puxe o ímã para fora e ele desvia para o outro. Com o ímã parado, o ponteiro fica no zero. Isso é a indução eletromagnética.
  6. Brincadeira livre: inverta a corrente, inverta o ímã, mude a corrente e o ângulo. Descubra a direção da força com a mão esquerda antes de olhar.

Dica: arraste a cena 3D para girar. Use dois dedos para dar zoom.

🤔 Dúvidas comuns, esclarecidas

Por que o fio se move? Um ímã só atrai ferro.

A corrente no fio cria o seu próprio campo magnético. Esse campo e o campo do ímã empurram um ao outro, e por isso o fio é empurrado. Veja a barra rolar no passo 2.

Por que não há força quando o fio é paralelo ao campo?

A força depende de quanto o fio corta o campo (sen θ). Paralelo quer dizer que ele não corta nada. Veja a seta diminuir até zero no passo 3.

Se eu inverter a corrente e o ímã ao mesmo tempo, a força inverte?

Não. Cada inversão muda a força uma vez; duas inversões se cancelam. Teste os dois botões na brincadeira livre.

Por que a bobina do motor não para depois de meia volta?

O anel dividido troca o contato com as escovas a cada meia volta e inverte a corrente na bobina, então o empurrão continua girando a bobina para o mesmo lado. Veja o passo 4.

Por que o galvanômetro marca zero quando o ímã está dentro da bobina, mas parado?

A corrente só é induzida enquanto o campo magnético que atravessa a bobina está mudando. Um ímã parado dá um campo constante, então não há corrente. Veja o passo 5.

Qual mão eu uso, a esquerda ou a direita?

Se a corrente é dada e você quer a força (motor), use a mão esquerda. Se o movimento é dado e você quer a corrente (gerador), use a mão direita.

Força sobre um fio com corrente em um campo magnético

Uma carga em movimento dentro de um campo magnético sofre uma força. A corrente é apenas muitas cargas em movimento, então um fio com corrente dentro de um campo magnético é empurrado. Esse empurrão é a força magnética sobre o condutor.

O que decide o tamanho da força?

Resumindo, F ∝ I · B · L · sen θ. (Neste nível você precisa das ideias; a fórmula F = BIL sen θ é usada em séries mais avançadas.)

Para onde vai o empurrão? Regra da mão esquerda de Fleming

Abra o polegar, o indicador e o dedo médio da mão esquerda em ângulos retos entre si. Aponte o indicador na direção do campo (de N para S) e o dedo médio na direção da corrente. O polegar mostra então a direção da força (movimento) sobre o condutor. Se você inverter a corrente ou o campo, a força inverte; se inverter os dois, ela continua igual.

Motor elétrico (só avaliação formativa em 2026-27)

Nota: no currículo do CBSE 2026-27, o motor, a indução eletromagnética e o gerador são avaliados apenas de forma formativa (testes de classe, atividades), e não na prova final. Estude mesmo assim: eles explicam todo ventilador e toda usina de energia.

Um motor elétrico transforma energia elétrica em energia mecânica. Suas partes:

Como funciona

A corrente passa em um sentido em um dos lados longos da bobina e no sentido oposto no outro lado; pela regra da mão esquerda, um lado é empurrado para cima e o outro para baixo. A bobina gira. Depois de meia volta, as metades do anel dividido trocam de escova, a corrente na bobina inverte e as forças voltam a empurrar a bobina para o mesmo lado. Assim a bobina continua girando em um só sentido. Motores comerciais usam eletroímãs, muitas voltas de fio e um núcleo de ferro doce para ficarem mais fortes.

Indução eletromagnética e o gerador

Michael Faraday descobriu o efeito inverso: um campo magnético que muda dentro de uma bobina produz corrente nela. Isso é a indução eletromagnética, e a corrente se chama corrente induzida.

Regra da mão direita de Fleming

Para um condutor que se move em um campo, abra o polegar, o indicador e o dedo médio da mão direita em ângulos retos. Indicador = campo, polegar = movimento do condutor, dedo médio = direção da corrente induzida.

Gerador elétrico

Um gerador transforma energia mecânica em energia elétrica. Uma bobina gira entre os polos de um ímã; cada lado corta o campo e uma corrente é induzida. Com anéis coletores a corrente inverte a cada meia volta, dando CA (gerador de CA). Com um comutador de anel dividido a saída sempre vai em um só sentido, dando CC (gerador de CC).

Corrente alternada (CA) x corrente contínua (CC)

Corrente contínua (CC) sempre flui em uma só direção. Pilhas, baterias e painéis solares dão CC.

Corrente alternada (CA) inverte a direção várias vezes, em intervalos regulares. Na Índia, a rede elétrica das casas é CA de cerca de 220 V e 50 Hz: ela muda de direção 100 vezes por segundo (duas vezes em cada ciclo).

CACC
A direção inverte periodicamenteUma só direção
Vem de geradores de CA nas usinasVem de pilhas, baterias, geradores de CC
Pode ser enviada a longas distâncias com pouca perda de energia (a tensão é alterada por transformadores)Difícil de elevar ou reduzir com facilidade; usada em eletrônicos

Fórmulas e definições principais

Exemplos resolvidos

1. Um fio vai de leste para oeste (corrente para o oeste) em um campo magnético que aponta verticalmente para baixo. Para onde vai a força?

Indicador para baixo (campo), dedo médio para o oeste (corrente). O polegar da mão esquerda aponta então para o sul. Portanto a força é para o sul.

2. Um fio com corrente é colocado paralelo às linhas do campo magnético. Que força atua sobre ele?

O ângulo entre o fio e o campo é 0°, então sen θ = 0 e a força é zero. O fio não é empurrado.

3. No experimento da barra sobre trilhos, a barra se move para a esquerda. O que acontece se (a) a corrente for invertida, (b) a corrente e o campo forem invertidos?

(a) Inverter só um deles inverte a força, então a barra se move para a direita. (b) Inverter os dois dá duas inversões, que se cancelam, então a barra continua indo para a esquerda.

4. A rede de CA da Índia é de 50 Hz. Quantas vezes a corrente muda de direção em um segundo?

Cada ciclo tem duas inversões. 50 ciclos × 2 = 100 inversões por segundo.

5. Por que um motor precisa de um comutador de anel dividido?

Sem ele, depois de meia volta as forças nos lados da bobina empurrariam a bobina de volta, e ela só balançaria. O anel dividido inverte a corrente na bobina a cada meia volta, então o torque sempre age no mesmo sentido e a bobina continua girando.

Erros comuns

Quiz de prática

1. Na regra da mão esquerda de Fleming, o polegar mostra:
2. Um fio com corrente sofre a maior força quando forma qual ângulo com o campo?
3. Qual peça inverte a corrente na bobina de um motor de CC?
4. A frequência da rede elétrica de CA na Índia é:
5. Um gerador elétrico transforma:

Prática: responda você mesmo

Digite ou escolha sua resposta e aperte Conferir. Use a dica se travar; a solução completa aparece depois que você responder.

Perguntas frequentes

O que é a regra da mão esquerda de Fleming, em palavras simples?

Abra o polegar, o indicador e o dedo médio da mão esquerda em ângulos retos. Indicador na direção do campo, dedo médio na direção da corrente: o polegar aponta para onde o fio é empurrado.

Motor, indução e gerador caem na prova final do CBSE (classe 10) em 2026-27?

Não. Em 2026-27 esses temas são avaliados só na avaliação formativa (da escola). A força sobre um condutor, a regra da mão esquerda de Fleming e CA x CC continuam no capítulo.

Qual é a diferença entre as regras da mão esquerda e da mão direita de Fleming?

A regra da mão esquerda dá a direção da FORÇA sobre um fio com corrente (motores). A regra da mão direita dá a direção da CORRENTE INDUZIDA em um fio que se move em um campo (geradores).

Onde isso é ensinado

Canada (Ontario)Grade 11F. Electricity and Magnetism
Canada (Ontario)Grade 12C. Understanding Physical Development
Canada (Ontario)Grade 12C. Biomechanics and Motor Development
Canada (Ontario)Grade 12D. Electricity and Magnetism
ItalySecondaria di secondo grado – classe 5ª (esame di Stato)Electromagnetism
ItalySecondaria di secondo grado – classe 5ª (esame di Stato)Electromagnetism and modern physics
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIMagnetism
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIMagnetism
RomaniaClasa a X-aProducing and using alternating current
RomaniaClasa a XI-aElectromagnetic oscillations and waves
RomaniaClasa a XI-aElectromagnetic oscillations and waves
Spain2º BachilleratoElectromagnetic field
Spain2º BachilleratoElectrical and electronic systems
Ukraine9 класElectromagnetic phenomena; electromagnetic oscillations and waves
Ukraine11 класEnergy and power engineering
Ukraine11 класElectrodynamics
Ukraine11 класElectromagnetic oscillations and waves
Ukraine11 класElectrodynamics
Ukraine11 класElectromagnetic oscillations and waves
CBSE (India)Class 10Effects of Current
England (GCSE, A level)Year 114.7 Magnetism and electromagnetism
England (GCSE, A level)Year 133.7 Fields and their consequences
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12Magnetism and Electromagnetism
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12Electromagnetic Induction
Japan高校(専門学科)1〜3年Electric Circuits
Japan高校3年Electricity and magnetism
South Korea중학교 2학년Electricity and magnetism
South Korea중학교 3학년Energy conversion and conservation
South Korea고등학교 1학년Environment and energy
South Korea고등학교 2학년Electromagnetic interaction
South Korea고등학교 2학년Electricity and magnetism
South Korea고등학교 3학년Matter and electromagnetic fields
South Korea고등학교 3학년Electromagnetic fields
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 12Electromagnetic induction and oscillations
Russia8 классElectric and magnetic phenomena
Russia8 классElectric and magnetic phenomena
Russia11 классElectromagnetic induction
Russia11 классElectromagnetic oscillations
Russia11 классMagnetic field and electromagnetic induction
Russia11 классOscillations and waves
China九年级(初三)Ch.20 Electricity and magnetism
China高一Compulsory 3 Ch.13 Electromagnetic induction and waves (intro)
China高二Selective 2 Ch.2 Electromagnetic induction
China高二Selective 2 Ch.3 Alternating current

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