1.3 O que é intensidade de campo magnético? O que é densidade de fluxo magnético? Como essas grandezas relacionam-se entre si?
Passo 1
O enunciado pede para a gente entender duas grandezas básicas do magnetismo clássico: a intensidade de campo magnético e a densidade de fluxo magnético. Vamos definir cada uma delas, indicar suas unidades e então mostrar como se relacionam por meio de leis constitutivas em materiais.
Passo 2
A intensidade de campo magnético, denotada por
, é um vetor que quantifica a “força magnetomotriz” por unidade de comprimento gerada por correntes livres. Em outras palavras,
surge diretamente das correntes elétricas que percorrem fios ou condutores. A lei de Ampère–Maxwell, em regime estacionário, liga
à densidade de corrente livre
:
A unidade de
no SI é ampère por metro, ou seja,
.
Passo 3
A densidade de fluxo magnético (ou indução magnética), denotada por
, é um vetor que mede o fluxo de linhas de campo magnético que atravessam uma área por unidade dessa área. Fisicamente,
aparece na força de Lorentz e nas equações de Maxwell no vácuo e em meios materiais. A lei de Gauss para o magnetismo afirma que não há “monopolos magnéticos”:
A unidade de
no SI é tesla,
, equivalente a
.
Passo 4
Em um meio linear, isotrópico e sem histérese,
e
se relacionam pela propriedade magnética do material, expressa pela permeabilidade magnética
. A relação constitutiva é
No vácuo,
com
. Em materiais magnéticos, define-se
, onde
é a permeabilidade relativa. Em geral, quando há magnetização
, escreve-se
e aí
representa apenas o campo causado por correntes livres, enquanto
representa o efeito dos dipolos magnéticos internos do material.
Resposta
A intensidade de campo magnético
mede a ação de correntes livres (unidade
) e satisfaz
. A densidade de fluxo magnético
mede o fluxo de linhas magnéticas por área (unidade
) e satisfaz
. Em meios lineares isotrópicos, relacionam-se por
sendo
a permeabilidade magnética do meio.