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Capítulo 15 : Magnetização

em Sex Ago 17, 2018 2:33 pm
Capítulo 15 : Magnetização


O magnetismo é a propriedade que certas substâncias apresentam de atrair alguns objetos constituídos de determinados materiais metálicos. Os corpos que apresentam essa propriedade são chamados de ímãs.

Histórico
Há muito tempo, os seres humanos perceberam que determinadas pedras encontradas na natureza tinham a propriedade de atrair objetos de ferro, ou mesmo de interagir entre si.

Tales de Mileto é a primeira referência associada à observação desses fenômenos. De acordo com ele, os habitantes de uma região da Grécia conhecida como Magnésia já observavam as interações entre esse mineral e o ferro. Hoje se sabe que esse mineral é um óxido de ferro, o Fe3O4 (tetróxido de triferro).

Em virtude de esses fenômenos terem sido relatados na região de Magnésia, as pedras são chamadas de magnetita, e seus respectivos fenômenos, de magnéticos. O segmento da Física que estuda esses fenômenos é denominado Magnetismo.

É possível saber que os gregos não se interessaram muito por esse estudo, uma vez que o primeiro relato de uma repulsão entre esses minerais data de quatrocentos anos depois da descoberta da atração.

Esse desinteresse é justificável, pois não havia uma aplicação prática para esses fenômenos. Somado a isso, o estudo do magnetismo necessitava de experiências, o que não estava de acordo com a filosofia da época.

Até o século XIII, pouco se discutiu sobre o magnetismo, até que uma novidade chegou à Europa. Atribuída aos chineses, a bússola trazia uma aplicação prática, tornando-se, portanto, alvo de grande interesse. Esse instrumento proporcionou o desenvolvimento de novas técnicas de navegação e orientação.

Atribui-se a William Gilbert (1544-1603), médico da rainha Elizabeth I, o primeiro relato científico sobre esse assunto. Em 1600, Gilbert lançou um livro intitulado De magnete e, apesar de muitas vezes perder-se ao discutir se os ímãs eram “coisas vivas ou mortas”, foi o primeiro a descrever as experiências realizadas e as propriedades magnéticas dos materiais, além de propor uma teoria para explicar o magnetismo terrestre.

Até meados do século XIX, o estudo do magnetismo não teve avanços quando, então, uma experiência foi feita por Hans Christian Oersted (1777-1851), em que ele descobriu a interação entre fenômenos elétricos e magnéticos. Antes disso, os estudos da eletricidade e do magnetismo eram distintos. Hoje, o ramo da Física que estuda a fusão desses dois fenômenos é denominado Eletromagnetismo.

Os ímãs
Existem dois tipos de ímãs, classificados segundo sua natureza:

ímã natural – aquele que atrai o ferro por sua própria composição;
ímã artificial – aquele que foi magnetizado por meio de imantação.
A imantação desses materiais pode ser feita por atrito (esfregando o ímã no material a ser imantado), por contato (apenas encostando os dois materiais) ou por meio de uma corrente elétrica.

Propriedades dos ímãs
Um ímã é formado por dois polos – polo norte e polo sul, que são as regiões onde o magnetismo é mais intenso – e uma zona neutra – onde o magnetismo é nulo.
Os polos de mesmo nome se repelem, enquanto os que apresentam nomes diferentes se atraem.
Um ímã é formado por infinitos ímãs elementares. Cada um dos pedaços obtidos a partir de um ímã conserva as mesmas propriedades que o ímã original, apresentando também dois polos.

O campo magnético
Os ímãs criam ao seu redor um “campo de forças”, chamado campo magnético, Quando um objeto de ferro ou de aço, por exemplo, é introduzido em um campo magnético, o objeto sofre a ação de uma força.

A intensidade do campo magnético é medida, no SI, em tesla (T), unidade de medida assim chamada em homenagem a Nikola Tesla (1856-1943), cientista croata que realizou trabalhos relacionados à eletricidade e ao magnetismo. Outra unidade de medida para a intensidade do campo magnético muito utilizada é o gauss (G).

A equivalência entre o tesla e o gauss é : 1 T = 104 G

Um ímã forte cria em suas imediações um campo entre 0,1 T e 0,5 T.

Para visualizar o campo magnético, o químico e filósofo inglês Michael Faraday (1791-1867) espalhou limalhas de ferro sobre um papel e colocou-o em cima de um ímã. Ele observou que as limalhas posicionavam-se em linhas fechadas — ou seja, linhas que partiam de um polo do ímã e chegavam ao polo oposto — e não se cruzavam. Essas linhas são chamadas linhas de campo e, por convenção, diz-se que saem do polo norte e entram no polo sul.

Não existe uma expressão matemática direta que sirva para determinar o campo magnético nas suas imediações, mas pode-se dizer que:

o campo magnético é reduzido à medida que se afasta do ímã;
o campo magnético depende do meio em que o ímã está inserido.
Magnetismo terrestre
O núcleo da Terra é formado por uma liga de ferro e níquel, Esse material é muito bom condutor de eletricidade e se move com facilidade, pois está no estado líquido.

A Terra atua como um ímã
Uma agulha imantada que possa girar livremente apontará sempre para a mesma direção norte-sul. Disso deriva que o polo de um ímã que se orienta aproximadamente para o norte geográfico seja chamado de polo norte, e o polo oposto, que se orienta aproximadamente para o sul geográfico, seja chamado de polo sul.

Isso mostra que a Terra, com uma liga de ferro e níquel em seu interior, comporta-se como um grande ímã, tendo, como qualquer outro, extremos opostos, denominados polos magnéticos. Os polos geográficos e os polos magnéticos da Terra, contudo, não coincidem, ou seja, o norte-sul geográfico não é o mesmo que o norte-sul magnético.

A bússola e o magnetismo terrestre
Provavelmente, a primeira aplicação prática do magnetismo constituiu-se em um ímã empregado na navegação. Como um dos polos de um ímã aponta para o polo norte geográfico (aproximadamente), um ímã pode ser usado para orientação. As referências à utilização de ímãs na navegação marinha remontam ao século XII, na fornia de um instrumento denominado bússola.

Uma bússola é um instrumento formado por uma agulha imantada que gira livremente sobre um eixo e sinaliza o sul magnético. Isso ajuda na localização sobre a superfície terrestre, pois a agulha aponta sempre na direção norte-sul
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