• Verificar que um fio passando corrente afeta a direção de uma bússola
• Estudar como é o sentido do campo magnético de um fio passando corrente quando este tem o formato de espira.
• Saber determinar a intensidade do campo no interior de uma espira.
• Verificar a proporcinalidade da intensidade do campo magnético de uma espira com a intensidade da corrente.
• Verificar a relação entre o campop magnético produzido por uma espira e o seu raio.

Campo Magnético de ímãs.

CORRENTE ELÉTRICA PRODUZINDO CAMPO MAGNÉTICO.

A. Verificação do campo criado por um fio

Antes de iniciar esta aula é bom que o professor tenha estudao a produção de corrente elétrica por um fio passando correte passado pela aula  CORRENTE ELÉTRICA PRODUZINDO CAMPO MAGNÉTICO (http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=18857 ) já publicada neste portal , que é um co-requesito para o entendimento desta. 

Corrente Produzindo Campo Magnético: Um fio passando corrente pode perturbar a bússola? 

Apresente aos alunos o vídeo onde é realizada a experiência de Oersted a seguir:
http://www.youtube.com/watch?v=_y9sP9khil4 

O professor, orienta os alunos a repetirem a experiência mostrada no filme anterior, em sala de aula, usando os seguintes materiais:
bússola, fio condutor (fino e flexível) e uma pilha de 1,5 V (grande).

Atividade 1

Repetição da Experiência

O professor poderá realizar esta atividade, que  é confirmação da deflexão da bússola pela passagem de corrente por um fio, utilizando os materiais citados acima.
Inicie a investigação realizando um experimento demonstrativo, conforme orientações a seguir, de forma que induza aos conhecimentos.

• Inicialmente coloque a bússola debaixo do fio, sem que ele esteja passando corrente.
• A bússola ficará orientada em uma direção?  Questione quem direciona a agulha da bússola e se ela é uma agulha imantada ou não. Depois esclareça que a Terra é um grande ímã como visto na aula campo magnético da Terra em http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=18834  e que a agulha imantada da bússola se orienta por este campo magnético da Terra. 
• Coloque o fio de forma que ele fique paralelo ao ponteiro da bússola.
• Em seguida, ligue o fio à pilha e observe o que acontece com o ponteiro da bússola. Ela deflete. Para onde. Quem causou esta deflexão?
• Teste novamente o efeito, porém com a corrente tendo sentido oposto ao inicial, isto é, inverta a polaridade trocando os pólos ao ligar a pilha.
• Observe se a bússola gira para o mesmo lado ou se ocorre inversão.                              

Figura 1. Verificação da deflexão da bússola causada pela passagem de corrente elétrica pelo fio.

Discuta as hipóteses relacionadas a parte A:

Após a exibição do filme ou realização da experiência os alunos deverão discutir em pequenos grupos e apresentar as respostas das seguintes questões:

• Fio passando corrente cria campo magnético?
• O que levou você a esta conclusão?
• A agulha gira sempre na mesma direção quando se muda a polaridade da pilha? Justifique. 

 B. Espira Circular - Forme uma espira circular com o fio, ela modifica a orientação da bússola?   

Atividade 2. Verificação da Orientação do Campo criado por uma espira circular

• Com fio utilizado na etapa A em forma de circunferência, isto é formando uma espira, mostre que a orientação da bússola dentro e fora da circunferência, veja ilustração na figura 2, abaixo.

Figura 2. Verificação da deflexão da bússola causada pela passagem de corrente elétrica em uma espira circular. Imagem obtida do site:
http://www.cienciamao.if.usp.br/dados/pmd/_pmd2005_0304.2.jpg 

Você poderá consultar o link, a seguir, que nos conduz a um experimento semelhante ao sugerido nesta atividade:
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/7937/Fio%20vira%20im%C3%A3.pdf?sequence=1 

Hipóteses relacionadas à parte B.

Após o estudo da espira circular e teste do campo por ela produzido ou realização da experiência os alunos deverão discutir em pequenos grupos e apresentar a explicação para as seguintes questões:

• Um fio passando corrente pode perturbar a bússola?
• Como são os pólos magnéticos de uma espira?   Use um cartaz com as figuras 3 e 4 que ilustram a orientação do campo magnético criado por uma espira circular.
• O que muda quando se inverte o sentido da corrente, ou seja, passando de anti-horário para horário?
• A espira da figura 3, continuaria com pólo Norte ?                           

 Figura 3. Representação da orientação do campo magnético criado por uma espira circular passando corrente. http://www.fisicapaidegua.com/teoria/espira-figura-10.jpg    

Figura 4. Ilustração das linhas de campo magnético criadas por uma espira passando corrente. Obtida do site:
 http://boscoguerra.vilabol.uol.com.br/05_Eletricidade/Eletromagnetismo/CampMCentrEspCirc_SF_arquivos/espira40.jpg   

  C. Intensidade do Campo Magnético no Centro de uma Espira Circular de Raio R.

Atividade 3

Professor, nesta etapa induza a proporcionalidade da intensidade do campo magnético com as variáveis corrente (I) e o raio (R) da espira.   Após o estudo da espira circular e teste do campo por ela produzido os alunos deverão discutir em pequenos grupos e apresentar a explicação para as seguintes questôes:

• Se a intensidade da corrente (I) aumenta, a intensidade do campo magnético no interior da espira será maior ou menor?
• Quanto maior o raio (R) da espira maior ou menor será a intensidade do campo magnético criado em seu interior?   
• Como seria a relação entre campo, corrente e raio:

D. Finalização

Conclua a aula ressaltando a orientação do campo de uma espira e como pode ser determinada a intensidade do campo magnético no interior da espira e aplicações e cuidados com o campo produzido pelas bobinas.

 No centro da espira, a intensidade do campo magnético é dada por: B = μoI/(2R) onde R é o raio da espira.  

Agora que o aluno sabe que  espiras ou bobinas , que são fios em formas de rolos, passando corrente produzem campo magnético, ele tem condições de relacionar situações do seu cotidiano em que aparelhos podem estar gerando campos magnéticos intensos. O professor deve  pedir a eles que relacione alguns aparelhos que criam campo magnético intenso. Por exemplo, motores potentes em funcionamento, transformadores e aparelhos de diagnósticos médicos que tenham grandes bobinas.

O aluno deverá saber explicar que estes aparelhos podem danificar fitas magnéticas, cartões magnéticos e interferir em sinais de ondas de  rádio e TV . Estes aparelhos criam campo magnéticos que interferem gravação magnética das fitas e cartões, bem como na transmissão das ondas eletromagnéticas, como ja foi apresentado no estudo sobre  Ondas Eletromagnéticas  , aula  publicada neste portal.

Uma simples observação da deflexão dos ponteiro da bússola quando próxima a uma espira passando corrente pode ser obtida no site:
http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_pmd2005_0304 

Após estudar o campo magnético criado por um fio em forma de espira, o aluno deverá saber:

• Como é a orientação do campo magnético criado por uma espira.
• Relacionar a relação entre a intensidade da corrente e o valor do campo magnético produzido por uma espira.
• Relacionar a intensidade do campo magnético e o raio da espira.