O Electromagnetismo

Introdução

No presente trabalho relacionado com a disciplina de Física debruça-se sobre «Electromagnetismo» que tem como objectivo aprofundar conhecimentos sobre aquilo que é o tema em causa. O electromagnetismo é o ramo da Física que estuda a electricidade e o magnetismo, esta área é tão importante que está presente em praticamente toda a tecnologia, desde os telemóveis aos computadores e automóveis. A palavra magnetismo tem a sua origem no nome de uma pequena cidade da Ásia menor, Magnésia (actual Turquia), onde se descobriu um minério com a propriedade de atrair objectos de ferro. Esse minério ficou conhecido por magnetite. Esta propriedade da magnetite é observável tanto no ar como no vácuo. A magnetite e outros ímanes criam campos de forças que gerem interacções magnéticas. No magnetismo não existe o conceito de carga eléctrica, o que existe é o conceito de pólo magnético, com propriedades semelhantes às da carga eléctrica. Enquanto na electricidade existem cargas eléctricas opostas, positivas e negativas, bem como partículas elementares portadoras dessas cargas, no magnetismo não há pólos magnéticos isolados nem partículas portadoras de pólos magnéticos.

Electromagnetismo

Desde a antiguidade que os chineses utilizavam ímanes para construir bússolas que usavam para se orientarem nas suas deslocações, nomeadamente militares, já que as agulhas magnéticas se orientam na direcção do eixo terrestre norte-sul magnético, que é próximo do eixo terrestre Norte-Sul geográfico. Hoje em dia os ímanes são utilizados em microfones, altifalantes, computadores, motores, geradores, etc.

O ramo da Física que estuda a electricidade e o magnetismo é o electromagnetismo.

Esta área da Física é tão importante que está presente em praticamente toda a tecnologia, desde os telemóveis aos computadores e automóveis.

Hoje, sabemos que os campos magnéticos e os campos eléctricos estão relacionados.

Aplicações dos ímanes

Mas, então, qual é a distinção entre a electricidade e o magnetismo

No magnetismo não existe o conceito de carga eléctrica, o que existe é o conceito de pólo magnético, com propriedades semelhantes às da carga eléctrica. Enquanto que na electricidade existem cargas eléctricas opostas, positivas e negativas, bem como partículas elementares portadoras dessas cargas, no magnetismo não há pólos magnéticos isolados nem partículas portadoras de pólos magnéticos.

História do magnetismo

A atracção magnética exercida pela magnetite sobre o ferro foi aplicada, pela primeira vez, no século VI a. C., por Tales de Mileto. Pensava-se que a magnetite teria uma espécie de alma – podia transmitir a sua energia ao ferro inerte que, por sua vez, também adquiria um poder de atracção.

Ao longo dos séculos que se seguiram, as explicações não variaram muito. O magnetismo deriva de eflúvios, algo semelhante a um perfume, que emanaria do ferro e da magnetite, fazendo com que eles se atraíssem. A própria palavra «íman» surgiria, mais tarde, a partir do termo francês aimant que, sugestivamente, significa amante.

Ímanes

Segundo a lenda, as primeiras observações de fenómenos magnéticos foram feitas pelos gregos da antiguidade numa cidade chamada Magnésia, na Ásia Menor (actual Turquia). Consta que um pastor de nome Magnos descobriu uma «estranha pedra» que tinha a propriedade de atrair objectos de ferro. Por ter sido descoberta na cidade de Magnésia, deram-lhe o nome de «magnetite» ou «magnete». Hoje, conhecemo-la por «íman», sendo corpos com propriedades magnéticas, pois atraem objectos de ferro, aço, cobalto e níquel (materiais ferro magnéticos).

Mais tarde, já na nossa era, descobriu-se que as pedras da Magnésia são minerais (não pedras), em cuja constituição figuram os óxidos de Ferro I e II (FeO e Fe2O3). A fórmula química desse mineral, chamado magnetite é Fe3O4. É um mineral fortemente magnético, de cor preta e brilho metálico que se dissolve lentamente em ácido clorídrico.

Tipos de ímanes

Existe uma grande variedade de ímanes, sendo as grandes divisões as seguintes: naturais (magnetite) e artificiais. Os «ímanes naturais» deram origem aos «ímanes artificiais» fabricadas pelo homem pois verificou-se que um pedaço de ferro, ao entrar em contacto com um íman, adquiria as suas propriedades magnéticas. Nasciam, assim, ímanes artificiais de diversas formas, tamanhos e intensidades, de acordo com as necessidades.

Para além desta classificação, os ímanes podem ser classificados quanto à sua forma: íman de barra (em barra), íman de ferradura (em U), íman cilíndrico (em cilindro), íman anelar (em anel).

Embora existam imanes das mais variadas formas, todos eles têm dois pólos magnéticos distintos bem localizados: o pólo Norte e o pólo Sul.

Ímanes de diferentes formas

Propriedades dos ímanes

Após a descoberta dos ímanes, e ao longo de vários séculos, a curiosidade humana «obrigou-se» ao estudo dessas «estranhas pedras de Magnésia» tendo, pouco a pouco, descoberto as suas propriedades, que vamos verificar experimentalmente:

Pólos magnéticos de um íman

Para a localização dos pólos magnéticos de um íman, é comum realizar a seguinte experiencia: coloca-se limalha de ferro em quantidade suficiente numa tina de laboratório e mergulha-se nela um íman de barra, retirando-o em seguida. Nesta experiência observa-se que a limalha de ferro é distribuída, fundamentalmente, em duas determinadas regiões do íman de barra, mais concretamente nas extremidades (pólos). Na parte central do íman há pouca ou quase nenhuma concentração de limalha de ferro.

A identificação dos pólos pode ser concebida através de uma outra experiência. Para tal, pinta-se de azul e vermelho as extremidades de um íman em forma de barra, para