O que é uma força de campo magnético?
A força do campo magnético é o efeito de que um campo magnético exerce ou atua em uma partícula carregada, como uma molécula, ao passar por esse campo. Essas forças existem sempre que há uma molécula eletricamente carregada perto de um ímã ou quando a eletricidade passa por um fio ou bobina. A força do campo magnético pode ser usada para alimentar motores elétricos e analisar estruturas químicas dos materiais devido à maneira como as partículas respondem a ele.
Quando a corrente elétrica é passada através de um fio, o fluxo de elétrons cria um campo magnético, criando uma força que pode atuar em outros materiais. Um exemplo comum de força de campo magnético é um motor elétrico, que usa um rotor em movimento com fios enrolados ao redor dele, cercado por um estator com bobinas adicionais. Quando uma corrente elétrica é aplicada às bobinas do estator, elas criam um campo magnético e a força desse campo cria torque que move o rotor.
A direção da força de campo magnética pode ser descrita usando o que é chamadoe regra da mão direita. Uma pessoa pode apontar o polegar, o índice ou o primeiro dedo, e o segundo dedo em três direções diferentes, geralmente chamadas de eixo x, y- e z. Cada dedo e o polegar devem estar a 90 graus um ao outro; portanto, se a pessoa apontar o dedo indicador, o segundo dedo aponta para a esquerda e o polegar apontar diretamente para a pessoa.
Usando esse arranjo dos dedos, cada dedo mostrará as direções do fluxo elétrico (o dedo indicador), o campo magnético (o segundo dedo) e a força de campo magnético resultante (o polegar). Quando os quatro dedos da mão estão enrolados em direção à palma, isso mostra a direção do campo magnético com o polegar ainda indicando a direção da força. Usar a regra da mão direita é uma maneira fácil de aprender os campos magnéticos para ver os efeitos das atuais e das forças que resultam.
Campos magnéticos podem serMuito útil no laboratório para análise de materiais. Se um material precisar ser identificado ou dividido em seus componentes moleculares, a amostra pode ser ionizada, o que transforma o material em um gás com cargas elétricas positivas ou negativas. Esse gás ionizado é então passado por um forte campo magnético e sai para uma área de coleta.
A massa ou o peso de cada partícula ionizada da amostra de teste responde de maneira diferente à força do campo magnético, e as partículas são dobradas ligeiramente de uma direção reta. Um dispositivo de coleta registra onde cada partícula atinge o detector e o software de computador pode identificar a molécula de como ele interage com o campo. Um tipo de dispositivo usando essa tecnologia é chamado de espectrômetro de massa e é amplamente utilizado para ajudar a identificar substâncias desconhecidas.
Outro uso de campos magnéticos para causar alterações nos materiais ionizados é um acelerador de partículas. No final do século XX, o maior acelerador de partículas BuiNaquela época, LT estava localizado na fronteira da Suíça e da França, com 27 quilômetros de acelerador no subsolo, em um grande loop. O equipamento aproveitou a força do campo magnético para acelerar rapidamente as partículas carregadas no loop, onde campos adicionais continuaram acelerando ou acelerar as partículas carregadas.
Como as partículas de alta velocidade circulavam o grande coletor, elas foram gerenciadas por outros controles de campo magnético e enviadas para colisões com outros materiais. Este equipamento foi construído para testar colisões de alta energia semelhantes às observadas no sol ou em outras estrelas e durante as reações nucleares. A localização subterrânea foi usada para impedir que as partículas interferissem nos resultados dos testes, porque as camadas de rocha acima do acelerador absorveram energia e íons de alta velocidade.