Movimento de cargas elétricas em um campo magnetico

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TRABALHO INTERDISPLINAR DIRIGIDO II
INSTITUTO POLITÉCNICO - CENTRO UNIVERSITÁRIO – UNA

MOVIMENTO DE CARGAS ELÉTRICAS EM UM CAMPO MAGNÉTICO

Curso: Engenharia de Produção
Disciplina: Física elétrica

Conteúdo
1 Introdução 3
2 Desenvolvimento 4
2.1 Descrição física 4
2.1.1 Movimento em um campo elétrico e magnéticos cruzados 5
2.1.2 Desvio nulo da partícula 5
2.1.3Movimento sob a ação do campo elétrico 6
2.1.4 Movimento sob a ação de um campo magnético 7
2.2 Aplicações tecnológicas 8
2.2.1 Raios X 8
2.2.2 Raios catódicos e raios Lenard versus raios x 10
2.2.3 Produção de Raios X 12
2.3 Relação entre o movimento de cargas elétricas em um campo magnético com a “Aurora Boreal” 15
3 Bibliografia; 19

Introdução
O presente trabalho, apresentaconceitos sobre o movimento de cargas elétricas em um campo magnético através de sua descrição física, assim como a sua aplicação tecnológica e a relação com o fenômeno “Aurora Boreal”.

*

Desenvolvimento
Descrição física
Uma partícula que se move em um campo magnético experimenta uma força Fm=q·v´B. O resultado de um produto vetorial é um vetor:
Módulo igual ao produto dos módulosdos vetores pelo seno do ângulo compreendido qvB senq
Direção perpendicular ao plano formado pelos vetores velocidade v e campo B.
Sentido se obtém pela denominada regra da saca-rolha. Se a carga é positiva o sentido é o do produto vetorial v´B, como na figura esquerda. Se a carga é negativa o sentido da força é contrário ao do produto vetorial v´B.

Uma partícula carregada descreve órbitacircular em um campo magnético uniforme. O raio desta órbita, é obtido a partir da equação da dinâmica do movimento circular uniforme: força igual a massa por aceleração normal.

Estudaremos nesta página e nas que seguem, várias situações nas quais uma partícula carregada positiva ou negativa se move em uma região onde existe um campo elétrico, um campo magnético, ou um campo elétrico emagnéticos cruzados (perpendiculares entre si).

Movimento em um campo elétrico e magnéticos cruzados
Neste tópico, vamos praticar com as forças que exercem um campo magnético e um campo elétrico sobre partículas carregadas em movimento.
O campo elétrico é criado pelas duas placas de um condensador plano-paralelo que distam d e tem um comprimento L, seu sentido é da placa positiva (cor vermelha) paraa negativa (cor azul).
O campo magnético é perpendicular ao plano da página, é positivo quando aponta para dentro (cor azul claro) e é negativo quando aponta para fora (cor rosa).
Desvio nulo da partícula
Uma carga elétrica se move com velocidade v0 desconhecida ao longo do eixo horizontal X. Buscaremos as intensidades e os sentidos dos campos elétrico e magnético quefazem com que a partícula se mova ao longo do eixo X sem desviar-se.
O campo elétrico exerce uma força  Fe=q·E
O campo magnético exerce uma força Fm=q·v´B.
As partículas não são desviadas se ambas as forças são iguais e de sentido contrário.

Por tanto, não se desviam aquelas partículas cujas velocidade sejam igual ao cociente E/B.
Na figura, são mostradas algumas configurações do campoelétrico e magnético sobre cargas positivas ou negativas que produzem forças em sentido contrário.

Movimento sob a ação do campo elétrico
Quando eliminamos o campo magnético, a partícula está sob a ação da força elétrica na região do condensador. Como a força elétrica constante tem direção do eixo Y, e a partícula se move inicialmente ao longo do eixo X, as equações do movimento da partícula serãosemelhantes as do tiro parabólico (movimento sob a aceleração constante da gravidade)

Se L é o comprimento do condensador, o desvio vertical y da partícula ao sair de suas placas será:

Pode ocorrer que a partícula choque com as placas do condensador. A posição x de impacto é calculada colocando y=d/2, sendo d a distância entre as placas do condensador.
Movimento sob a ação de um campo...
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