PROPRIEDADES MAGNÉTICAS

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Os “materiais magnéticos” são utilizados em inúmeras aplicações:• motores eléctricos,• geradores•armazenamento de informação (quer como suporte da informação

(fitas magnéticas, discos de computador, etc.), quer como ferramentas de gravação ou leitura da informação armazenada em bandas magnéticas.)

Iremos tentar perceber um pouco dafísica do comportamento magnético De materiais.

O movimento de uma carga eléctrica resulta na criação de um campo magnético. Um enrolamento de fio condutor (solenóide), com n

espiras, atravessado por uma corrente i origina um campomagnético, H, dado por:

E induz um campo, B (de indução), dado por

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Quando um material é submetido a um campo magnético H(campo aplicado), é originado um campo de magnetização do

material, M.

susceptibiliade magnética do material

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Propriedades Magnéticas dos Materiais

A base física para as propriedades magnéticas dos materiaisresulta do movimento dos elétrons :

movimento orbital em torno do núcleo oumovimento de rotação (spin).

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Domínios Magnéticos

Parede Bloch

Propriedades Magnéticas dos Materiais

Curvas de Magnetização

Curvas de Magnetização

Curvas de Magnetização

Quanto maior é a área do ciclo de histerese de magnetização mais “duro magneticamente” é o material

Classificação dos materiais em termos depropriedades magnéticas

Materiais diamagnéticos (Ex. Zn Cd Cu, Ag, Sn) – pequenos valores negativos de χ (ou seja, o campo de magnetização opõe-se ao campo aplicado e desaparece quando de retira o campo aplicado)

Materiais Paramagnéticos (ex. Al, Ca, Pt, Ti) – pequenos valores positivos de χ (o campo de magnetização desaparece quando de retira o campo aplicado)

Materiais Ferromagneticos (o Fe, o Ni e o Co) - χ é grande (>>1). O campo de magnetização mantém-se quando se remove o campo aplicado.

Materiais Ferrimagnéticos (ferrites, magnetites, em geral óxidos metálicos) – os íons têm dipolos magnéticos de intensidade diferente. Logo existe sempre um momento resultante.

Paramagnéticos - são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs.

Na presença de H os dipolos giram, alinhando-se com H, aumentando o efeito do campo externo. μr>1 e Xm>0 (da ordem de 10-5 a 10-2)

São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc.

Diamagnéticos – são materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado.

São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc.

Para esses materiais, μr < 1 e Xm < 0 (da ordem de –10-5). B no interior do material é < B0.

Ferromagnéticos – as substâncias que compõem esse grupo apresentam características bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético.

São substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias

Para estes materiais Xm é da ordem de 106, conseqüentemente H<<M

Ferro momento magnético líquido = 2,22 μbCobalto momento magnético líquido = 1,72 μbNíquel momento magnético líquido = 0,60 μb

As substâncias ferromagnéticas são fortemente atraídas pelos ímãs. Já as substâncias paramagnéticas e diamagnéticas são, na maioria das vezes, denominadas de substâncias não magnéticas, pois seus efeitos são muito pequenos quando sobre a influência de um campo magnético.

Influência da Temperatura sobre o Comportamento Magnético

a) Qual a densidade de fluxo de saturação?b) Qual a magnetização de saturação?c) Qual a remanência?d) Qual a coercibilidade?

H (A/m) B (teslas)

56 0,5

30 0,46

10 0,4

0 0,36

-10 0,28

-20 0,12

-25 0

-40 -0,28

-56 -0,5

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80

Um material ferromagnético possui uma remanência de 1,25 tesla e uma coercibilidade de 50000 A/m. A saturação é obtida a uma intensidade do campo magnético de 100000ª/m, na qual a densidade do fluxo magnético é de 1,50 tesla. Usando esses dados, esboce toda curva de histerese na região entre H = -100000 e +100000 A/m. Certifique-se de botar em escala e identificar ambos os eixos ccordenados.

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2