Curso Online de Primeiro estudo sobre Eletromagnetismo

este é um mini curso para você , aluno(a) , familiarizar com o eletromagnetismo

este é um mini curso para você , aluno(a) , familiarizar com o eletromagnetismo. este mini curso é para se ter uma noção do que seja a eletricidade e o magnetismo. é um curso que qualquer leigo poderá estudar e entender , e , para os estudantes do curso de engenharia , física , química e matemática terem uma base para iniciar o curso completo de eletromagnetismo que tenho aqui.

no estudo da física,eletromagnetismo é o nome da teoria unificada desenvolvida por james maxwell para explicar a relação entre a eletricidade e o magnetismo. esta teoria baseia-se no conceito de campo eletromagnético. 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). 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.

ondas eletromagnéticas

 é importante tomarmos consciência de como estamos imersos em ondas eletromagnéticas. iniciando pelos sol, a maior e mais importante fonte para os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas eletromagnéticas.
    além de outras, recebemos também: a radiação eletromagnética emitida, por átomos de hidrogênio neutro que povoam o espaço interestelar da nossa galáxia; as emissões na faixa de radiofreqüências dos "quasares" (objetos ópticos que se encontram a enormes distâncias de nós, muito além de nossa galáxia, e que produzem enorme quantidade de energia); pulsos intensos de radiação dos "pulsares" (estrelas pequenas cuja densidade média é em torno de 10 trilhões de vezes a densidade média do sol). 

 essas radiações são tão importantes que deram origem a uma nova ciência, a radioastronomia, que se preocupa em captar e analisar essas informações obtidas do espaço através de ondas.
    há ainda as fontes terrestres de radiação eletromagnética: as estações de rádio e de tv, o sistema de telecomunicações à base de microondas, lâmpadas artificiais, corpos aquecidos e muitas outras.
 

a primeira previsão da existência de ondas eletromagnéticas foi feita, em 1864, pelo físico escocês, james clerk maxwell . ele conseguiu provar teoricamente que uma perturbação eletromagnética devia se propagar no vácuo com uma velocidade igual à da luz.
    e a primeira verificação experimental foi feita por henrich hertz, em 1887. hertz produziu ondas eletromagnéticas por meio de circuitos oscilantes e, depois, detectou-se por meio de outros circuitos sintonizados na mesma freqüência. seu trabalho foi homenageado posteriormente colocando-se o nome "hertz" para unidade de freqüência.

leis de maxwell

maxwell estabeleceu algumas leis básicas de eletromagnetismo, baseado nas já conhecidas anteriormente, como a lei de coulomb, a lei de ampère, a lei de faraday, etc.
    na realidade , maxwell reuniu os conhecimentos existentes e descobriu as correlações que havia em alguns fenômenos, dando origem à teoria de que eletricidade, magnetismo e óptica são de fato manifestações diferentes do mesmo fenômeno físico.
    o físico inglês michael faraday já havia afirmado que era possível produzir um campo a partir de um campo magnético variável.
imagine um imã e um anel:

considere o imã perpendicular ao plano do anel. movendo-se ou o imã ou o anel, aparecerá uma corrente no anel, causado por um campo elétrico criado devido à variação do fluxo magnético no anel.
    maxwell verificou que o contrário também era possível. um campo elétrico variável podia gerar um campo magnético.
    imagine duas placas paralelas sendo carregadas progressivamente:

ao crescerem as cargas das placas, o campo elétrico aumenta, produzindo uma campo magnético (devido a variação do campo elétrico).
    embora maxwell tenha estabelecido quatro equações para descrever os fenômenos eletromagnéticos analisados, podemos ter uma noção de sua teoria baseados em duas conclusões:
um campo elétrico variável no tempo produz um campo magnético.
um campo magnético variável no tempo produz um campo elétrico.
a geração de ondas eletromagnéticas
    imagine uma antena de uma estação de rádio:

  na extremidade da antena existe um fio ligado pelo seu centro a uma fonte alternada (que inverte o sentido a intervalos de tempo determinados). num certo instante, teremos a corrente num sentido e, depois de alguns instantes, a corrente no outro sentido.   

    a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética depende do meio em que ela se propaga.

onde

é a permissividade elétrica do vácuo e

é a permeabilidade magnética do vácuo.

aplicando os valores de     e de      na expressão acima, encontra-se a velocidade:

é igual a velocidade da luz. nisso maxwell se baseou para afirmar que a luz também é uma onda eletromagnética.
podemos resumir as características das ondas eletromagnéticas no seguinte:
são formadas por campos elétricos e campos magnéticos variáveis.
o campo elétrico é perpendicular ao campo magnético.
são ondas transversais (os campos são perpendiculares à direção de propagação).
propagam-se no vácuo com a velocidade "c" .
podem propagar-se num meio material com velocidade menor que a obtida no vácuo.
com isto, o campo elétrico ao redor do fio em um certo instante estará apontando num sentido e, depois, no sentido contrário.