Por que em torno do fio as linhas são circunferências e, no ímã, arcos?

A forma vem da fonte. O fio retilíneo longo tem simetria cilíndrica — circunferências concêntricas. O ímã em barra é um dipolo: do lado de fora as linhas saem de N e entram em S.

As linhas de campo magnético podem se cruzar?

Não: em cada ponto há uma só direção de B. Um cruzamento significaria duas direções ao mesmo tempo. Com várias fontes as setas seguem a soma vetorial — as linhas resultantes não se cruzam.

Como a figura mostra o módulo do campo?

O comprimento e a opacidade das setas rosa indicam o |B| relativo. As curvas douradas são um conjunto fixo de linhas junto aos polos; o espaçamento delas não é um mapa quantitativo de |B|.

Dá para ver o campo dentro do ímã?

Não. O ímã é um dipolo pontual só para o campo externo. Numa barra real, por dentro o campo vai de S a N e fecha o circuito; aqui essa região fica de fora.

Campo magnético

Campo de ímãs em barra e de fios retilíneos com corrente: grade de setas de B e linhas de campo.

Sobre o modelo

O campo magnético de ímãs em barra e de fios retilíneos com corrente. No fio longo as linhas de B são circunferências (regra da mão direita, |B| ∝ I/r); o ímã é modelado como dipolo pontual e, do lado de fora, o campo cai como 1/r³. Acrescentam-se e deslocam-se as fontes para ver a superposição. O campo interno do ímã não aparece: as linhas douradas param no dipolo, em vez de atravessar a barra.

Para quem: Ensino médio e início da graduação: campo magnético, regra da mão direita, superposição.

Conceitos-chave

campo magnético
lei de Biot–Savart
lei de Ampère
regra da mão direita
dipolo magnético
linhas de campo
superposição

Como funciona

Os ímãs são modelados como dipolos pontuais (campo ∝ 1/r³). O fio retilíneo longo dá campo circular ∝ 1/r no plano (regra da mão direita). As setas rosa mostram a direção de B; as curvas douradas são as linhas de campo que saem de N e entram em S. O campo interno do ímã não é calculado.

Fórmulas principais

Dipolo (esquema): B ∝ 3(m·r̂)r̂ − m por |r|³

Fio longo: |B| ∝ |I|/r, tangente às circunferências (regra da mão direita)

Perguntas frequentes

Por que em torno do fio as linhas são circunferências e, no ímã, arcos?: A forma vem da fonte. O fio retilíneo longo tem simetria cilíndrica — circunferências concêntricas. O ímã em barra é um dipolo: do lado de fora as linhas saem de N e entram em S.
As linhas de campo magnético podem se cruzar?: Não: em cada ponto há uma só direção de B. Um cruzamento significaria duas direções ao mesmo tempo. Com várias fontes as setas seguem a soma vetorial — as linhas resultantes não se cruzam.
Como a figura mostra o módulo do campo?: O comprimento e a opacidade das setas rosa indicam o |B| relativo. As curvas douradas são um conjunto fixo de linhas junto aos polos; o espaçamento delas não é um mapa quantitativo de |B|.
Dá para ver o campo dentro do ímã?: Não. O ímã é um dipolo pontual só para o campo externo. Numa barra real, por dentro o campo vai de S a N e fecha o circuito; aqui essa região fica de fora.

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