Magnetismo

Nesse relatório vamos discutir a formação de campos magnéticos nos imãs e condutores e a manifestação de forças nesses campos.

Magnetismo é o fenômeno físico que consiste nas forças de atração e repulsão exercidas por certos metais, como o ferro-doce, o cobalto e o níquel, devido à presença de cargas elétricas em movimento. Dá-se também esse nome à disciplina da física que estuda a origem e as manifestações de tais fenômenos magnéticos.

O campo magnético é um campo vetorial, pois possui direção e magnitude. Esse fenômeno é detectado em ímãs e condutores, que acabam provocando uma força externa em outros materiais magnéticos e cargas elétricas em movimento.2. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

Tradicionalmente, estudam-se dois tipos de fontes de fenômenos magnéticos: os ímãs e as cargas livres nos condutores, que transmitem uma corrente elétrica.

Determinadas pedras (magnetita) tem a propriedade de atraírem pedaços de ferro ou interagirem entre si. Estas foram chamadas de imãs, e os fenômenos, que de modo espontâneo se manifestavam na natureza, foram denominados fenômenos magnéticos. Verificou-se que os pedaços de ferro eram atraídos com maior intensidade por certas partes do ímã, as quais foram denominadas pólos do imã.

Se tomarmos um imã em forma de barra e distribuirmos limalha de ferro sobre ele, notaremos que a limalha se acumulará nas extremidades da barra, isto é, ela é atraída com maior intensidade para estas extremidades. (LUZ, 2009)

Quando um imã é suspenso de forma que ele possa girar livremente uma de suas extremidades apontará para o norte geográfico, que é o sul magnético do imã e a outra apontara para o sul geográfico, que é o norte magnético. Tratando-se de um imã pode-se concluir que os pólos de mesmo nome se repelem e nomes diferentes se atraem. Outro fenômeno importante é o da inseparabilidade dos pólos de um imã, isso significa que se cortamos um imã em duas partes, cada uma destas constitui um novo imã, que embora menor, continua apresentando dois pólos (norte e sul).

A magnitude fundamental do campo magnético é a indução de campo, representada habitualmente pelo símbolo B e dotada de caráter vetorial, já que depende tanto de seu valor numérico como da direção e sentido de máxima variação do campo. A detecção de um campo magnético em um meio é feita pela influência que exerce sobre uma bússola ou carga elétrica em movimento. Assim, pode-se definir a indução de campo magnético como a força que este exerce perpendicularmente sobre uma carga unitária de velocidade, também igual a um.

A expressão matemática desta relação, chamada de Lorentz, é F = qv x

B onde a unidade fundamental no sistema internacional é o tesla (T).

A física considera a existência de três tipos de material, segundo seu comportamento em presença de campos magnéticos: 1- substâncias ferromagnéticas, como o ferro, o cobalto, o níquel, o gadolínio, o disprósio e as ligas, minerais e derivados desses elementos, que ficam permanentemente imantadas ainda que se retire o agente do campo; 2- substâncias paramagnéticas, que apresentam uma imantação temporária e tênue, que desaparece ao eliminar-se o campo; 3- substâncias diamagnéticas, que são repelidas pelos ímãs de forma indiscriminada.

Pode-se representar qualquer campo magnético, através linhas de campo magnético, também conhecidas como linhas de indução magnética, essas linhas são fechadas, saem do pólo norte em direção ao pólo sul e nunca se cruzam. Nos pólos a concentração das linhas é maior e quanto maior a concentração de linhas, mais intenso será o campo magnético numa dada região.

A força que atua sobre uma partícula que se move é sempre perpendicular ao campo magnético e, portanto, é ortogonal alinha de campo magnético que passa pelo ponto onde a partícula esta. A direção da força depende da velocidade da partícula e do sinal da carga, de modo que apenas observar a direção de uma linha de campo magnético não é o suficiente para da determinação da direção da força que atua sobre uma partícula carregada arbitraria que se move. As linhas de campo magnético possuem a mesma direção da agulha magnética de uma bussola colocada em cada ponto do campo.

Para determinar se um determinado material é magnético ou não, basta colocá-lo sobre a influência de um campo magnético, que é gerado pelo movimento de cargas elétricas. O material será magnético se aparecer forças ou torques. (RAMALHO, 1984)

Em 1820, Oersted descobriu que os fenômenos magnéticos não são fenômenos isolados, eles têm relação íntima com os fenômenos elétricos.

Oersted