Por Que a Agulha da Bússola Desvia Perto de um Circuito Elétrico
É uma das demonstrações mais elegantes do eletromagnetismo: uma agulha de bússola torcendo perto de um fio vivo. O fenômeno revela a profunda unidade da eletricidade e magnetismo — observada pela primeira vez por Ørsted em 1820.
A Física em Três Passos
- Cargas em Movimento Criam Campos Magnéticos: Elétrons fluindo em um condutor constituem uma corrente elétrica. Pela lei de Ampère (e relatividade restrita), esta corrente gera um campo magnético circular ao redor do fio, com direção dada pela regra da mão direita (polegar = corrente convencional, dedos = campo B).
- A Bússola É um Dipolo Magnético: A agulha é um pequeno ímã permanente, livre para girar no plano horizontal. Ela se alinha com o campo magnético líquido em sua localização — normalmente o campo da Terra (~0,5 gauss, apontando norte magnético).
- Superposição de Campos: O campo do fio adiciona vetorialmente ao campo da Terra. A agulha se alinha com o vetor resultante, desviando do norte geográfico.
Fatores Afetando Ângulo de Desvio
- Magnitude da Corrente: B ∝ I. Dobre a corrente → dobre o campo → desvio maior (até saturação).
- Distância: B ∝ 1/r para fio reto longo. Metade da distância → dobre o campo.
- Geometria do Fio: Laços/bobinas concentram campo (B ∝ N·I / raio). Um laço no centro: B = μ₀I/2R.
- Orientação: Desvio máximo quando fio perpendicular ao campo da Terra (orientação E-O). Desvio zero quando fio paralela ao campo da Terra (N-S).
Exemplo Quantitativo
Campo horizontal da Terra: ~20–25 µT. Corrente de 10A em fio reto a 2 cm produz B = (2×10⁻⁷ × 10) / 0,02 = 100 µT. Agulha desvia ~78° do norte (tan θ = 100/25). A 10 cm, B = 20 µT → θ ≈ 45°.
Implicações Práticas
- Galvanômetros: Medidores de corrente antigos usavam este princípio (agulha astática, depois bobina móvel).
- Alicates Amperímetros: Alicates CA modernos usam sensores Hall, mas princípio é o mesmo — mede campo B para inferir I.
- Consciência EMC/CEM: Cabos rodando perto de instrumentos sensíveis (magnetômetros, microscópios eletrônicos) causam interferência.
- Demo Educacional: Bateria + fio + bússola = prova instantânea de eletromagnetismo.
Ideia-Chave
A bússola não "reage à eletricidade" — ela responde ao campo magnético inseparavelmente produzido por carga em movimento. Esta unidade (eletromagnetismo) é por que motores, geradores, transformadores e toda engenharia elétrica existem. Sem campo magnético da corrente → sem tecnologia elétrica como conhecemos.
