Magnetismo

O termo magnetismo resultou do nome Magnésia, região da Ásia Menor (Turquia), devido a um minério chamado magnetita (ímã natural) com a propriedade de atrair objetos ferrosos à distância (sem contato físico).

A Magnetita é um mineral magnético formado pelos óxidos de ferro II e III cuja fórmula química é Fe3O4. A magnetita apresenta na sua composição, aproximadamente, 69% de FeO e 31% de Fe2O3 ou 26,7% de ferro e 72,4% de oxigênio.

O mineral apresenta forma cristalina isométrica, geralmente na forma octaédrica. É um material quebradiço, fortemente magnético, de cor preta, de brilho metálico, com densidade de 5,18 g/cm3. A magnetita é a pedra-ímã mais magnética de todos os minerais da Terra, e a existência desta propriedade foi utilizada para a fabricação de bússolas.

Ímãs

Há muito tempo se observou que certos corpos tem a propriedade de atrair o ferro. Esses corpos foram chamados ímãs. Essa propriedade dos ímãs foi observada pela primeira vez com o tetróxido de triferro, numa região da Ásia, chamada Magnésia. Por causa desse fato esse minério de ferro é chamado magnetita, e os ímãs também são chamados magnetos.

Os gregos perceberam que outros pedaços de ferro, em contato com a magnetita, podiam também se transformar em ímãs. Esses pedaços de ferro são os ímãs artificiais. Chamamos imantação ao processo pelo qual um corpo neutro se torna imantado. Teoricamente, qualquer corpo pode se tornar um ímã. Mas a maioria dos corpos oferece uma resistência muito grande à imantação. Os corpos que se imantam com grande facilidade são o ferro e certas ligas de ferro. Uma dessa ligas é o ALNICO, composta de ferro, alumínio, níquel, cobre e cobalto. O ferro puro mantém sua magnetização por pouco tempo: é um ímã temporário. As ligas de ferro mantém a magnetização por muito tempo: são os ímãs permanentes.

Ímãs Naturais

A magnetita é o ímã que se encontra na natureza: é o ímã natural. Chamamos corpo neutro àquele que não tem propriedade magnética: corpo imantado àquele que se tornou ímã. Os corpos que se imantam com grande facilidade são o ferro e certas ligas de ferro usadas na fabricação de ímãs permanentes. Uma dessa ligas é o ALNICO, composta de ferro, alumínio, níquel, cobre e cobalto.

Ímãs Artificiais

De acordo com a constituição química do ímã artificial, ele pode manter a propriedade magnética por muito tempo, até por muitos anos, ou perdê-la logo depois que cesse a causa da imantação. No primeiro caso o ímã é chamado permanente; no segundo, ímã temporal, ou transitório. Os eletroímãs são sempre ímãs temporais. Os ímãs naturais são permanentes.

PROCESSOS DE IMANTAÇÃO

a) indução: é o fenômeno pelo qual uma substância se imanta quando fica próxima de um ímã.

b) atrito: quando uma substância neutra é atritada por um ímã, ela se imanta. É necessário que o atrito seja feito num único sentido.

Imantação Transitória e Permanente

Ímãs permanentes são aqueles que, uma vez imantados, conservam suas características magnéticas.

Ímãs transitórios são aqueles que, quando submetidos a um campo magnético, passam a funcionar como ímãs; assim que cessa a ação do campo, ele volta às características anteriores.

Magnetismo e Temperatura

Todo imã natural perde o poder magnético ao atingir uma determinada temperatura, chamada de Ponto de Curie ou Temperatura de Curie. Esta temperatura crítica foi descoberta por Pierre Curie (1859 - 1906)

Ferro: Temperatura de Curie: 770°CCobalto: Temperatura de Curie: 1075°CNíquel: Temperatura de Curie: 365°C

Classificação das Substâncias Magnéticas

Substâncias Ferromagnéticas: são aquelas que apresentam facilidade de imantação quando em presença de um campo magnético. Ex: ferro, cobalto, níquel, etc.

Substâncias Paramagnéticas: são aquelas que a imantação é difícil quando em presença de um campo magnético. Ex: madeira, couro, óleo, etc.

Substâncias Diamagnéticas: são aquelas que se imantam em sentido contrário ao vetor campo magnético a que são submetidas. Corpos formados por essas substâncias são repelidos pelo ímã que criou o campo magnético. Ex: cobre, prata, chumbo, bismuto, ouro, etc.

POLOSUm ímã não apresenta propriedades magnéticas em toda a sua extensão, mas só em certas regiões, chamadas regiões polares. Quando o ímã tem forma de barra as regiões polares são as extremidades da barra. Entre as regiões polares há uma região que não possui propriedades magnéticas: é chamada região neutra. Um ímã sempre possui dois pólos com comportamentos opostos: o polo norte e o polo sul magnéticos.

Limalha de ferro

Pólo Pólo Polo Polo Polo

Polo

Fenômenos Magnéticos

PRINCÍPIO DA ATRAÇÃO-REPULSÃO: Polos de mesmo nome se repelem e de nomes diferentes se atraem.

S NS N

Repulsão Atração

N S S N

Verifica-se que dois ímãs em forma de barra, quando aproximados um do outro apresentam uma força de interação entre eles.

Cortemos um ímã em duas partes iguais, que por sua vez podem ser redivididas em outras tantas. Cada uma dessas partes constitui um novo ímã que, embora menor, tem sempre dois polos. Esse processo de divisão pode continuar até que se obtenham átomos, que tem a propriedade de um ímã.

PRINCÍPIO DA INSEPARABILIDADE DOS POLOS: É impossível a ocorrência de um polo isolado. A menor porção de um material magnético apresenta dois polos.

Polos de um Ímã

N S

N S

NN

S

S

Propriedade de inseparabilidade dos pólos

Cortemos um ímã em duas partes iguais, que por sua vez podem ser redivididas em outras tantas.

Cada uma dessas partes constitui um novo ímã que, embora menor, tem sempre dois pólos.

Esse processo de divisão pode continuar até que se obtenham átomos, que tem a propriedade de um ímã.

N S

N S N S

N S N S N S N S

N S N S N S N S N S N S N S N S

Inseparabilidade dos Polos

Fenômenos Magnéticos Verifica-se que dois ímãs em forma de barra, quando

aproximados um do outro apresentam uma força de interação entre eles.

Pólos de mesmo nome se repelem e de nomes diferentes

se atraem

S NS N

Repulsão Atração

N S S N

Fenômenos Magnéticos – A Bússola

A bússola foi a primeira aplicação prática dos fenômenos magnéticos.

É constituída por um pequeno ímã em forma de losango, chamado agulha magnética, que pode movimentar-se livremente.

N (geográfico)

S (geográfico)

Bússolas

O ponteiro da bússola é um pequeno ímã com

propriedades magnéticas, sendo que as duas

principais são: a capacidade de criar um

campo magnético ao seu redor e se quando esse

ímã for colocado no campo magnético de outro ímã

ele se alinha a esse campo.

Polos Magnéticos da Terra

Polos Magnéticos da Terra

Polos Magnéticos da Terra

A Terra age como um enorme ímã devido a existência de uma massa de ferro no seu núcleo. Correntes elétricas no núcleo geram a maior parte do campo magnético, embora 10% sejam produzidos por correntes da ionosfera.

Os polos mudam de posição lentamente, mas permanecem a cerca de 1.600 km dos polos geográficos que determinam o eixo de rotação da Terra.

Ao contrário do que ocorre com os pólos geográficos, os dois polos magnéticos não são exatamente opostos. A linha imaginária que os une (eixo magnético), não passa pelo centro exato da terra, mas a cerca de 530 km do mesmo.

Auroras Polares:

Boreal > luzes do NorteAustral > luzes do Sul

Campo Magnético

Campo Magnético Defini-se como campo magnético toda

região do espaço em torno de um condutor percorrido por corrente elétrica ou em torno de um ímã.

A cada ponto P do campo magnético, associaremos um vetor B , denominado vetor indução magnética ou vetor campo magnético.

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de intensidade do vetor B denomina-se tesla (símbolo T).

Direção e sentido do vetor B Uma agulha magnética, colocada em um

ponto dessa região, orienta-se na direção do vetor B .

O pólo norte da agulha aponta no sentido do vetor B .

A agulha magnética serve como elemento de prova da existência do campo magnético num ponto.

NS

NS

NS

N

S

B1

B2

B3

Linhas de Campo Magnético Em um campo magnético, chama-se linha de

campo magnético toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B e orientada no seu sentido.

As linhas de campo magnético ou linhas de indução são obtidas experimentalmente.

As linhas de indução saem do pólo norte e chegam ao pólo sul, externamente ao ímã.

Linha de indução

1

2

B2

B1

As linhas de indução são uma simples representação gráfica da variação do vetor B.

Linhas de Indução Ímã em forma de barra:

NS

Linhas de indução obtidas experimentalmente com limalha de ferro. Cada partícula da limalha comporta-se como uma pequena agulha magnética.

Linhas de Indução – Campo Magnético Uniforme

Ímã em ferradura ou em U:

Campo magnético uniforme é aquele no qual, em todos os pontos, o vetor B tem a mesma direção, o mesmo sentido e a mesma intensidade.

N SP1 B

P2 B

P3 B

O Irresistível poder dos Ímãs

É a representação perfeita do objetoO raro encontro do acento agudo com o til numa mesma

palavra,definindo as cargas opostas das vogais,

agudo e grave, positivo e negativo, atração e repulsão.O m, no meio, é perfeitamente simétrico, ligação

neutra,de carga anulada pelos extremos opostos.Palavra curta, intensamente magnetizada.

“Magnetismo”, por exemplo, é longa demais para concentrar qualquer magnetismo — este dissipa-se

entre tantas letras e micro relações.Ímã sintetiza um microscópico universo infinito,

coerência e contradição.