Tendo discutido o que é um campo magnético e de onde vem a ideia, podemos analisar algumas características na hora de desenhar e interpretar essa grandeza.
A primeira coisa que podemos fazer é olhar para alguns formatos de imãs comuns e analisar como são suas linhas de campo. Podemos fazer isso colocando pequenos imãs em volta de um imã e observando suas direções. No caso, usamos limalha de ferro. São como “fiapos” de ferro que agem como pequenos imãs.
Na postagem 1.3. Extra podem ser vistas todas as fotos tiradas no dia.
Podemos tentar deduzir algumas leis de funcionamento das linhas de campo olhando para as imagens e pensando nos modelo que desenvolvemos anteriormente.
A primeira coisa que podemos imaginar é o que deve estar acontecendo bem perto dos imãs com as linhas de campo. Na proximidade imediata do imã podemos dizer que só aquela região tem uma influência considerável. O que isso significa exatamente? Vamos ver a imagem ampliada de um imã com os imãs menores indicando as linhas de campo magnético:
Perto do imã, a parte indicada em amarelo esta muito mais perto do que o resto dele. Podemos dizer que a influência da parte indicada em amarelo é muito maior do que a de todo o resto do imã. Inclusive, se imaginarmos as regiões imediatamente próximas da região amarela, as forças laterais causadas por elas se cancelam, sobrando apenas uma componente para baixo. As partes do imã que não apresentam uma simetria capaz de cancelar componentes laterais estão muito mais distantes que as partes que mencionamos, tornando assim suas contribuições para a força resultante desprezíveis.
Por conta disso o imã menor é puxado diretamente para baixo, formando um ângulo de 90 graus com a superfície do imã grande.
Em qualquer região essa observação deve ser verdadeira, basta olharmos para uma região próxima o suficiente do imã grande. Por conta disso, podemos inferir que as linhas de campo devem sempre formar um ângulo de 90 graus no ponto de contato com o imã.
Outra questão interessante é o que deve acontecer se duas linhas de campo se cruzarem. Vamos lembrar que as linhas de campo indicam a direção na qual um imã pequeno apontaria. Então no caso de um cruzamento de linhas de campo:
Como decidir para que lado o imã aponta? Não faz sentido duas linhas de campo se cruzarem, pois não teria como definir a direção de um imã. O imã sempre tem que apontar para um lugar só e se fizermos a medida podemos sempre traçar uma única linha apontando na direção que ele apontar. Não deve existir um caso no qual um imã (macroscópico) aponte para dois lugares ao mesmo tempo em um campo magnético estável.
Por conta disso, podemos dizer que as linhas de campo nunca devem se cruzar.
E o que acontece quando temos uma linha curva? Em que direção deve mostrar a força magnética em cima dessa linha?
Nas partes retas da curva fica claro para onde os imãs devem apontar, i.e. na direção da curva. Na parte em que temos uma curvatura mais acentuada fica mais difícil ter essa visão intuitiva, então vamos imaginar algumas aproximações.
No aplicativo acima podemos ver uma pequena simulação da seguinte ideia: Se dissermos que a direção da força (representada por uma seta) entre dois pontos da linha de campo é definida como uma seta indo de um ponto a outro.
Podemos agora imaginar dois pontos se aproximando muito um do outro e assim dizer o que seria a força em um ponto ao invés da força entre dois pontos. Como podemos ver no exemplo acima, conforme os pontos se aproximam, a força aponta para cima, de modo a tocar na linha somente uma vez. Isso significa que a força é tangente à linha de campo, ou seja, forma um ângulo de 90 graus com ela no local de contato, para não cruzar duas vezes com a linha.
Essa é outra regra então: A direção da força magnética é tangente à linha de campo.