ELETRICIDADE MAGNETISMO, ELETROMAGNETISMO E MATERIAIS MAGNÉTICOS

1 INTRODUÇÃO

Neste trabalho há uma pequena parte de todo o estudo de magnetismo, que é bastante complexo e abrangente. Na forma de tópicos, veremos o conceito de magnetismo, os tipos de materiais magnéticos, como funcionam, como reagem a certas situações, de onde vem ou como são feitos, as grandezas fundamentais da eletroquímica, o eletromagnetismo, os campos magnéticos e os artefatos nos quais ele atua.

2 MAGNETISMO

Magnetismo se define como a capacidade de atração em imãs, ou seja, a capacidade que um objeto possui de atrair outros objetos.

Os imãs naturais são compostos por pedaços de ferro magnético ou rochas magnéticas como a magnetita (óxido de ferro Fe3O4). Os imãs artificiais são produzidos por ligas metálicas, como por exemplo, níquel-cromo.

2.1 CLASSIFICAÇÃO DOS IMÃS

2.1.1 Imãs Naturais

São minerais com propriedades magnéticas. Esses ímãs são constituídos de magnetita (óxido de ferro, Fe3O4).

2.1.2 Ímãs Artificiais

Esses ímãs são obtidos a partir do processo de imantação, que ocorre com substâncias ferromagnéticas. O processo de imantação ocorre quando colocamos um corpo ferromagnético no interior de uma bobina elétrica ou de um solenóide onde passa uma corrente de grande intensidade, assim adquirindo um campo magnético, se tornando um ímã.

Sempre que dividimos um ímã ao meio, ou tiramos um pedaço dele, ele sempre continuará tendo o seu campo magnético, ou seja, sempre terá os seus dois polos.

2.2.3 Ímãs Permanentes

Os ímãs permanentes têm o poder do reter sua magnetização, por tempo praticamente ilimitado, após cessada a ação do campo magnetizante que os imantou, como nos casos de alguns tipos do aço, alnico, entre outros.

2.2.4 Ímãs Temporários

Os ímãs temporários, como nos casos dos eletroímãs, funcionam como ímãs apenas quando sujeitos a ação de um campo magnético externo, que por sua vez é criado por uma corrente elétrica numa bobina.

2.3 TEORIA DOS DOMÍNIOS MAGNÉTICOS

A propriedade magnética da matéria é de origem elétrica, resultado dos movimentos de elétrons em torno do núcleo. Como o elétron é uma partícula carregada, pode-se concluir que o magnetismo é propriedade de uma carga elétrica em movimento. Para o entendimento do magnetismo é preciso conhecer. Dois tipos de movimentos;

• O primeiro movimento é um elétron girando em torno do núcleo de um átomo, confere uma propriedade magnética à estrutura atômica;

• O segundo movimento é o spin, que é o movimento do elétron em torno de seu próprio eixo. O elétron pode girar em torno do seu eixo em dois sentidos. Um destes movimentos é denominado spin positivo e o movimento em sentido oposto é chamado spin negativo.

Assim, os efeitos magnéticos nos materiais têm origem nos movimentos orbitais dos elétrons em torno do núcleo e o spin de cada elétron, o que resulta no momento magnético do átomo, os átomos atuam como pequenos ímãs, chamados dipolos magnéticos. O spin é o que mais contribui para magnetismo do átomo. Para que o átomo apresente propriedades magnéticas (dipolo magnético),é necessário que seus subníveis energéticos estejam incompletos, ou seja, que haja spins desemparelhados (girando em sentidos contrários).

Quando, num material, uma quantidade de elétrons gira em um sentido (spin positivo) e uma mesma quantidade gira em sentido oposto (spin negativo),os efeitos magnéticos tendem a se anular. A maioria das substâncias se comporta assim.

2.4 TEORIA DOS IMÃS MOLECULARES

Cada molécula de um material é um pequeno íman natural, denominado de ímã molecular ou domínio. Quando, durante a formação de um material, as moléculas se orientam em sentidos diversos, os efeitos magnéticos dos ímãs moleculares se anulam, resultando em um material sem magnetismo natural.

Se, durante a formação do material, as moléculas assumem uma orientação única ou predominante, os efeitos magnéticos de cada ímã molecular se somam, dando origem a um ímã com propriedades magnéticas naturais.

Os imãs moleculares já reúnem uma longa lista de aplicações, do tratamento do câncer a refrigeradores ecológicos, passando pela transmissão de eletricidade sem perda de calor e a fabricação de computadores extremamente velozes.

2.5 ATRAÇÃO ENTRE CORPOS FERROSOS

Normalmente, materiais ferrosos sofrem forte influência magnética. Por isso as substâncias ou corpos que sofrem efeito magnético chamam-se ferromagnéticos.

Um exemplo de objeto com propriedades magnéticas é o ímã. Ele possui duas zonas distintas chamadas de polos magnéticos. Ao aproximarmos os polos de mesma carga, um material repele o outro. Quando aproximamos os polos de cargas diferentes, a força magnética promove a atração entre os corpos.

2.6 LINHAS DE FORÇA

As linhas de força são normalmente descritas como o Campo Magnético.

Imaginamos uma barra magnética, em que é colocada uma folha de papel e sobre o papel deixa-se cair pó de ferro. As linhas de força da barra alinharão o pó de ferro, tornando possível a visualização das linhas de campo magnético.

Partindo-se desta experiência, observamos que:

• Formam caminhos fechados;

• As linhas de campo nunca se cruzam;

• Percorrem os caminhos de menor resistência;

• São mais densamente aglomeradas nos polos;

• Percorrem do norte para o sul externamente e do sul para o norte na barra.

2.7 MAGNETISMO TERRESTRE E ORIENTAÇÃO DOS IMÃS

O campo magnético terrestre é produzido pelo movimento contínuo de rotação da Terra, cuja estrutura