TRABALHO DE PESQUISA

1. MAGNETISMO (HISTÓRICO)

William Gilbert, médico particular da rainha Elizabeth I da Inglaterra, interessou-se pela natureza dos fenômenos magnéticos da matéria e descreveu corretamente a Terra como um gigantesco ímã, cujos pólos magnéticos coincidem de modo aproximado com os de seu eixo de rotação. No entanto, suas tentativas de explicar os movimentos planetários como resultantes de forças magnéticas fracassaram e só mais de meio século depois Isaac Newton os atribuiria à força de gravitação.

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

As civilizações antigas conheciam a magnetita, mineral que atrai o ferro. Até o início do século XVII tais fenômenos não haviam sido estudados de forma sistemática, o que foi feito pela primeira vez por William Gilbert, autor de De magnete (1600; Sobre os ímãs), que enunciou suas propriedades fundamentais e descobriu o campo magnético terrestre utilizando bússolas rudimentares.

No final do século XVIII, Charles-Augustin de Coulomb elaborou para a magnetostática leis semelhantes às que regiam os movimentos de atração e repulsão entre cargas elétricas em repouso. Assim, postulou que uma força magnética era diretamente proporcional a grandezas que denominou unidades de magnetização, ou intensidades de pólo magnético, e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa os objetos imantados.

No século XIX, em decorrência dos experimentos realizados pelo dinamarquês Hans Christian Ørsted e pelo britânico Michael Faraday, e das expressões matemáticas do britânico James Clerk Maxwell, unificaram-se as leis da eletricidade e do magnetismo e este passou a ser considerado uma manifestação das cargas elétricas em movimento.

2. - Imãs e Bússolas

O magnetismo é a capacidade que um objeto possui de atrair outros objetos, e a esses objetos damos o nome de imãs.

Não são apenas os imãs que possuem magnetismo, mas também os objetos que são atraídos por ele. A química pode explicar o fenômeno do magnetismo através das forças dipolo. Por exemplo, os materiais possuem dois diferentes pólos, quando entram em contato com outros materiais os pólos iguais se repelem e os pólos opostos se atraem. Este fenômeno recebe a denominação de “dipolo magnético” e pode ser considerado uma grandeza. A força do imã é determinada por essa grandeza.

Os próprios átomos são considerados imãs com pólos norte e sul. As bússolas trabalham com base no magnetismo, veja o processo de funcionamento:

• O imã se encontra no ponteiro das bússolas, este imã estabelece ao seu redor um campo magnético;

• Quando o imã é situado em um campo de outro imã este tende a se alinhar ao campo de referência;

• A Terra possui um campo magnético que funciona como referencial para o funcionamento da bússola.

Bússola:

São aparelhos que servem para a orientação dos viajantes, que usam como ponteiro uma agulha magnetizada, ou seja, se comportando como um ímã.

Uma bússola sempre tende a orientar-se paralelamente ao campo magnético aplicado sobre ela, com o polo norte da bússola apontando no sentido do campo.

3. CAMPO MAGNÉTICO DE UM IMÃ

O campo magnético pode ser definido tomando como base os campos elétricos e gravitacionais, que determinam as modificações no espaço em razão da presença de cargas elétricas ou de massa. Sendo assim, o campo magnético é a região do espaço na qual um ímã manifesta sua ação.

Representamos o campo magnético em um ponto no espaço por um vetor denominado vetor indução magnética ou, simplesmente, vetor campo magnético, representado por . No Sistema Internacional de unidades (SI), a unidade de intensidade do vetor denomina-se tesla (símbolo T).

Tratando-se de um campo de origem magnética, denominamos linha de indução toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor campo magnético e é orientada no seu sentido. As linhas de indução são uma simples representação gráfica da orientação do vetor campo magnético em certa região do espaço.

Campo magnético dos ímãs

A figura acima nos mostra uma ilustração do campo magnético em forma de barra. Se acrescentarmos limalhas de ferro em volta do ímã, veremos que elas passam a se orientar de forma análoga a de uma bússola, formando linhas que, como já dito, são chamadas de linhas de indução ou linhas de campo de indução magnético.

Ao desenharmos as linhas de campo observadas na parte externa de um ímã, elas aparentam “sair” do polo norte e “chegar” ao polo sul. Não existem linhas que só saem ou só chegam ao ímã, como ocorre no caso das linhas de força do campo elétrico para uma só carga. Isso quer dizer que, diferentemente do que ocorre com o campo elétrico, as linhas do campo magnético são fechadas.

4. TIPOS DE IMÃS

Os ímãs são corpos de materiais ferromagnéticos que têm a capacidade de atrair outros materiais ferromagnéticos e também, mas muito fracamente, materiais paramagnéticos, como platina, potássio, paládio, sódio, lítio, alúminio, cromoe algumas ligas de ferro.

Chamamos de substâncias ferromagnéticas as substâncias que se imantam sob influência de um campo magnético externo, temos como exemplo o cobalto, níquel, ferro, etc., bem como outras ligas que os contém. Os corpos ferromagnéticos são sempre atraídos por ímãs, esses corpos normalmente são conhecidos como magnéticos.

Os ímãs são dipólos, ou seja, tem dois pólos.

Quando um ímã é suspenso por um barbante verificamos que ele se direciona na direção norte-sul terrestre, aproximadamente. Assim suas extremidades passam a ser chamadas de pólo norte e pólo sul. O pólo norte do ímã se alinha em direção ao pólo norte geográfico e o opólo sul do ímã se alinha com o pólo sul geográfico, devido o campo magnético da Terra ser o contrário.

Os pólos iguais se repelem e os pólos diferentes se atraem.