Física

3
LO - 0
MÓDU
- 07
AULA
FÍSICA
MÉDIO
MÓDULO 3
sicaMédio
FíEnsino
CAMPO
MAGNÉTICO
Atenção para o que vamos aprender!
Nesta aula, vamos compreender a importância histórica do estudo do magnetismo e sua
aplicabilidade no cotidiano. Demonstrar sua classificação e propriedades. Explicar a relação entre
corrente elétrica e magnetismo (Experiência de Oersted) e ainda, fornecer subsídios para que você
possa ir além neste estudo.
INTRODUÇÃO
Desde os tempos mais remotos já se conheciam materiais que atraíam pequenos pedaços de ferro. Tais materiais suspensos pelo centro de massa orientavam-se em um
sentido Norte-Sul. Esses materiais receberam o nome de
ímãs naturais. Hoje já se produzem ímãs, chamados de ímãs
artificiais.
Sul Mag
Sul Geo
Norte Mag
Norte Geo
O fato de um ímã se orientar N-S, possibilitou aos orientais inventarem a Bússola. Instrumento constituído de uma pequena agulha em forma de losango, imantada, que gira em torno
de um eixo fixo em uma caixa com os pontos cardeais.
Os Pólos de Um Ímã
Colocando-se um ímã em contato com um pouco de
limalha de ferro observamos que suas extremidades possuem maior poder de atração, essa região é denominada de
pólos. Experimentalmente observou-se que:
Pólos magnéticos de mesmo nome se repelem e de
nomes diferentes se atraem.
Inseparabilidade dos Pólos
Experimentalmente verifica-se que é impossível obter
um ímã que possua um só pólo. Se cortarmos um ímã em
diversos pedaços, cada vez menor, sempre teremos um novo
ímã, onde os átomos funcionam como ímãs, chamamos de
ímãs elementares.
N
Norte
N
S
S
Sul
N
N S
N S
N S
N S
N S
N S
N S
N S
S
N
S
S
Substâncias Magnéticas e
Não-Magnéticas
Dizemos que um material apresenta propriedades
magnéticas quando seus ímãs elementares forem orientados todos em um só sentido.
N
Exemplo:
Um Ímã Suspenso
Suspendendo-se um ímã pelo seu centro de gravidade,
livre de qualquer força externa, verifica-se que ele se orienta na
direção N-S geográfico local.
28
N S
N S
N S
N S
N S
N S
Material fortemente
imantado
N S
N S
Material fracamente
imantado
Material não
imantado
FÍSICA
MÉDIO
MÓDULO 3
Conclusão:
CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS MAGNÉTICAS
Substâncias magnéticas são aquelas que seus ímãs ele-
(a) Substâncias Ferromagnéticas: são aquelas cujos
ímãs elementares se orientam com facilidade.
mentares se orientam facilmente, e substâncias não-magnéticas são aquelas que seus ímãs elementares não se
Ex: Ferro, Niquel e Cobalto.
orientam ou se orientam em sentido contrário.
(b) Substâncias Paramagnéticas: são aquelas que
seus ímãs elementares não se orientam facilmente,
mas podem virar ímãs.
♦ Exemplos de substâncias magnéticas: Ferro, níquel
e algumas ligas de aço.
Ex: platina, madeira e óleo.
♦ Exemplos de substâncias não-magnéticas: alumínio, madeira e plástico.
(c) Substâncias Diamagnéticas: são aquelas que seus
ímãs elementares se orientam em sentido contrário
ao do vetor indução magnética.
N
Ex: cobre, ouro e prata.
S
Ímãs P
ermanentes e TTransitórios
ransitórios
Permanentes
Representação do Campo Magnético em torno de um ímã em barra.
(a) Ímãs Permanentes: são aqueles que depois que
seus ímãs elementares se orientam continuam orientados. Não deixem de ser ímã depois de não estarem sujeitos ao campo magnético.
O Campo Magnético TTerrestre
errestre
Como um ímã suspenso se orienta na direção N-S,
significa que existe um campo magnético criado pela Terra, é
o chamado campo magnético terrestre.
(b) Ímãs Transitórios: são aqueles que deixam de ter
seus ímãs elementares quando não estão sob ação
de um campo magnético.
0º
N
Pólo Sul
magnético
Ex: Um prego enrolado com um fio de cobre e passando por ele uma corrente elétrica (eletroímã). O prego
adquire propriedades magméticas.
Pólo Norte geográfico
270º O
L 90º
S
180º
i
Pólo Norte
magnético
Pólo Sul geográfico
i
Campo Magnético criado por uma
Corrente i
Indução Magnética
L
Quando colocamos uma folha sobre um ímã e sobre a
folha limalha de ferro, verificamos que os pequenos pedaços
de metal se orientam conforme o campo magnético do ímã.
Isso ocorre devido a indução magnética.
CH
E
N
S
O
Bússula
O físico Oersted verificou que as correntes elétricas
possuem ao seu redor, quando percorrem um condutor,
campos magnéticos. Essa conclusão se deve ao fato de
que quando a corrente i percorre o circuito acima a bússola deixa de se orientar no sentido N-S.
Denomina-se indução magnética o fenômeno da
imantação de um corpo.
29
FÍSICA
MÉDIO
MÓDULO 3
Eletroímã
L
i
Pode-se fabricar um ímã utilizando uma fonte de energia (pilha ou etc).
Enrolando um fio de cobre em um ferro (bobina) ligando-os a esta fonte de energia.
CH
E
O campo magnético no interior da bobina orienta os
ímãs elementares do ferro – eletroímã.
S
N
Exemplo:
A campainha elétrica: exemplo de eletroímã.
Influência da TTemperatura
emperatura
nos Ímãs
E
Para determinadas temperaturas os materiais perdem
suas propriedades magnéticas, essa temperatura é chamado de ponto Curie. Abaixo alguns materiais e seu respectivo
ponto Curie:
Material
Ferro
Níquel
CH
Contato
Ponto Curie
1131°C
358°C
O
S
30