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Lista de Exercícios

Aula 11-84: Magnetismo


O fenômeno magnético é conhecido e estudado pelo homem há milênios; Os relatos mais antigos que reportam a este estudo no ocidente aponta para a localidade de Magnésia, na Grécia antiga, atual território da Turquia. Daí resulta o nome da disciplina que estuda estes fenômenos ser denominada magnetismo.

O ímã natural

O ímã natural (ou magnetita) é um mineral: – o óxido de ferro de configuração Fe3O4; que possui a propriedade de atrair e repelir outros ímãs e minerais e alterar características dos outros minerais, fazendo-os ímãs também.

 

 

 

Lei de Du Fay aplicada ao magnetismo

A lei de Du Fay é a lei que estabelece a relação entre sinais de cargas elétricas e suas interações, de atração ou repulsão. Semelhantemente ao que acontece em eletrostática – em que as cargas de sinais iguais se repelem e as de sinais iguais se atraem – acontece também no magnetismo: polos iguais se repelem e polos opostos se atraem.

 

     

POLOS IGUAIS: ATRAÇÃO

  

POLOS DIFERENTES: REPULSÃO

 

 

 

Princípio da inseparabilidade dos polos

Este princípio afirma ser impossível existir um ímã com um único polo (monopolo magnético), ou seja, todo ímã é bipolar e seus polos são indissociáveis. Sempre que partimos um ímã, as partes da divisão serão ímãs bipolares.

O fenômeno magnético antes de se fazer notar num bloco mineral, está já presente na estrutura atômica dos átomos que compõe este bloco; assim sendo, por mais que dividamos o mineral, as partes desta divisão sempre guardarão as duas polaridades que são características do fenômeno magnético.

 

 

 

Magnetização e desmagnetização

Como vimos acima, o ímã natural pode alterar a propriedade de outros minerais, fazendo-os ganhar as propriedades de uma ímã natural – a este processo damos o nome de magnetização ou imantação. No entanto, esta alteração imposta a estes minerais pode não ser permanente, isto é, pode ser desfeita – e a este processo damos o nome de desmagnetização ou desimantação.

 

    • Magnetização: Para se magnetizar um objeto, devemos colocá-lo nas proximidades de um ímã. Diferentes materiais responderão de diferentes modos a este estímulo. Os materiais podem ser classificados em basicamente 3 grupos:


      ➔ FERROMAGNÉTICOS: São os materiais que se deixam influenciar pela presença próxima do ímã e, consequentemente, tem as suas características alteradas, tornando-se, também, ímãs. Os metais de transição geralmente são ferromagnéticos:

          ◦ Ferro;

          ◦ Níquel;

          ◦ Cobalto.


      ➔ PARAMAGNÉTICOS: São os materiais que se deixa influenciar muito pouco pela presença próxima do ímã e, consequentemente, quase não têm as suas características alteradas. Alguns dos materiais paramagnéticos são:

          ◦ Alumínio;

          ◦ Vidro.


      ➔ DIAMAGNÉTICOS: São os materiais que, assim como os paramagnético, se deixam influenciar muito pouco pela presença próxima do ímã e, consequentemente, quase não têm as suas características alteradas. O que os diferencia dos paramagnéticos é que, ao se tornarem um ímã, eles ganham polos de orientações opostas aos polos que surgem nos diamagnéticos e ferromagnéticos. Alguns dos materiais diamagnéticos são:

          ◦ Ouro;

          ◦ Prata.

 

  • Desmagnetização: Podemos fazer um ímã perder suas propriedades de magnetização, submetendo-o a um dos processos abaixo:


    ➔ IMPACTO: Se sujeitarmos um ímã a violentos e/ou constantes impactos, certamente o faremos perder ou arrefecer suas propriedades magnéticas;


    ➔ AQUECIMENTO: Se elevarmos a temperatura de um ímã, certamente o faremos perder ou arrefecer suas propriedades magnéticas.

 

 

 

Campo magnético

A definição de campo magnético é semelhante à definição dos campos gravitacional e elétrico; ou seja, o campo magnético é uma característica que o espaço ganha sempre que nele há um ímã (ou cargas elétricas em movimento – veremos isto mais tarde). Uma vez que o espaço é receptáculo de um ímã, este espaço passa a comunicar a outros ímãs a presença do primeiro, originando neles forças magnéticas.

Podemos, assim como também ocorre com os campos gravitacionais e elétricos, representar o campo magnéticos por meio das linhas de força:

 

A unidade de medida para o campo magnético, no SI é:

 

→ Por convenção, dizemos que, na parte externa do ímã, as linhas de força saem do polo norte e penetram no polo sul.

→ A direção das linhas de força indicam a orientação do campo magnético e, por conseguinte, a orientação de ímãs que forem colocados sobre a região em questão.

→ A densidade de linhas numa determinada região indica a intensidade de campo magnético.

 

 

 

O magnetismo terrestre

Há milênios os seres humanos acreditavam que na região ao norte do planeta havia enormes cordilheiras de rocha magnetita, pois sempre que suspendiam uma rocha deste tipo por um barbante (eis uma bússola), ela se deflexionava e mirava o norte. O polo da magnetita que apontava na direção norte recebeu o mesmo nome: norte. Muitos anos se passaram, os polos terrestres foram explorados e foi-se descoberto que as cordilheiras não existiam.

Em 1600, o astrônomo britânico Gilbert sugeriu que a terra pudesse ser uma enorme rocha de propriedades semelhantes as da magnetita; daí resultou a conclusão de que o polo terrestre atrativo ao polo norte da bússola ser o polo sul magnético

Ainda mais recentemente foi descoberto que o núcleo do planeta terra é demasiado quente para preservar rochas de características magnéticas. Segundo a teoria do dínamo, a teoria corrente mais aceite sobre o tema, ela propõe que há ferro e níquel líquido eletricamente condutores em movimento no centro do planeta e, assim sendo, as cargas elétricas em movimento são as responsáveis por promover o eletromagnetismo do globo.