Campo criado por três fios rectilíneos

  Seja um fio rectilíneo indefinido percorrido por uma corrente de intensidade I e um ponto A situado no plano normal ao fio à distância d deste. Recorrendo à lei de Biot -Savart, mostra-se que a norma da indução produzida por esta corrente é igual a B = μ 0I/2πd
A indução criada em A é dirigida para a esquerda do Homem de Ampere colocado sobre o fio e olhando o ponto A.
Se a corrente é normal ao plano da figura e dirigida para trás, as linhas de campo são círculos, desenhados no sentido directo. Considera-se que uma tal corrente é positiva.
Estuda-se aqui a indução criada pelo conjunto de três condutores verticais infinitos.
Dois dos condutores são colocados simetricamente sobre o eixo Ox e são percorridos pela mesma corrente I. É possível deslocar com o auxílio do rato a posição do terceiro fio .
É também possível modificar a intensidade da corrente neste fio através da lista de opções. Assim temos: μ0I/2π = k = 1.
A indução magnética num ponto do plano da figura é a soma vectorial das contribuições de cada condutor nesse ponto. É possível escolher visualizar as curvas de nível da norma do vector indução ou o campo de vectores.
O programa determina também a direcção e intensidade da força de Laplace que se exerce em cada um dos condutores.
NOTA:
Sejam dois fios paralelos infinitos percorridos pelas correntes I e I' e D a distância entre os fios. A força que se exerce por comprimento L de cada fio é dirigida para o outro fio, a força é atractiva se os fios forem percorridos por correntes de igual sentido (repulsiva no outro caso) e a sua intensidade é F = µ0.I.I'.L/2πD.
Neste exemplo, cada fio é submetido à soma vectorial da acção dos dois outros fios. A soma total das forças é nula.

Métodos utilizados:
Curvas de nível: As curvas de nível são desenhadas com uma cor em função do valor da norma |B| de indução magnética. Para obter uma representação correcta, deve ser feito um traço suficientemente pequeno.
A lista de valores de indução (com as unidades escolhidas) é mostrada com as cores adequadas à esquerda da figura.
Campo de vectores: Para melhorar a visibilidade do esquema, os vectores são representados com um traço de comprimento fixo e finalizado por um círculo (em vez da tradicional seta).

Comandos do programa:
O desenho dos fios está apresentado a azul. O fio móvel está circundado por um círculo. É possível deslocá-lo se clicar com o rato e deslizar o cursor.
As caixas de selecção permitem escolher o tipo de representação.
A lista de opções permite modificar o valor de intensidade no fio móvel. A escala foi alterada em função da norma das forças.


Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans

Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Junho de 2011