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Magnetismo
Vanderlei S. Bagnato – Professor do IFSC-USP
UM PROGRAMA DE COOPERAÇÃO ENTRE A UNIVERISDADE DE
SÃO PAULO E A UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
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Magnetismo
Os chamados fenômenos magnéticos são conhecidos desde a antiguidade.
Dizem que os antigos chineses já se orientavam por meio de pedras suspensas
de magnetita. Elas sempre pareciam indicar uma direção fixa. O chamado
magnetismo tem sua origem inicial com os ímãs naturais feitos com óxido de
ferro, que pareciam atrair pedaços de ferro, limalhas ou mesmo se orientar
espontaneamente na superfície da terra quando suspensos.
Se experimentarmos um pouco com dois ímãs, veremos que eles têm duas
regiões distintas, que se comportam como se fossem polos. Regiões do mesmo
polo se repelem, enquanto regiões de polos contrários se atraem. Devido a esse
comportamento e ao fato de que cada um destes ímãs isolados se orienta na
superfície terrestre, convencionou-se chamar um dos polos de norte e o outro de
sul.
Sempre se soube que havia algo em comum com essas situações, mas
não havia boa explicação. Outra observação importante é que nenhum polo pode
existir isoladamente. Quando tomamos um ímã natural e o dividimos ao meio,
nascem dois pequenos ímãs e não dois polos separados do ímã original. Isso
mostra que, na verdade, temos ali um contínuo de pequenas porções de dois
polos, e quando cortamos, a situação permanece a mesma, apenas de tamanho
modificado pelo corte. Esse é um indicativo de que, em nível microscópico, essa
propriedade deve ocorrer no material.
Muitos pesquisadores, ao longo da história, se interessaram por esse
fenômeno e procuram explicá-lo. Um dos experimentos intrigantes que se podia
fazer, diz respeito a colocar um ímã sob um papel, e espalhar limalhas de ferro
sobre o papel. Observa-se que as limalhas se orientam de uma forma
interessante, formando um padrão de linhas que se fecham nelas mesmas.
Automaticamente, essas linhas foram associadas com a causa da ação provocada
por um ímã sobre um pedaço de ferro ou mesmo sobre outro ímã. Ao redor de
um ímã existe uma propriedade no espaço capaz de orientar as limalhas de ferro.
Essa propriedade é denominada de campo magnético. Em analogia com a
eletricidade, o campo magnético é para o magnetismo, aquilo que o campo
elétrico é para a eletricidade, embora, em princípio, sejam de naturezas
diferentes. A determinação das propriedades desse campo magnético, e de como
ele surge, é o objetivo principal do magnetismo.
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Figura 1: Espectro magnético de um ímã em forma de barra
Em termos de substâncias, que têm a ver com magnetismo, pode-se
classificar os materiais da seguinte forma:



Materiais ferromagnéticos: são aqueles que apresentam a
capacidade de se transformar em ímãs, quando na presença de outro.
Exemplos são ferro, cobalto, níquel etc. Normalmente, essas
substâncias são atraídas por um ímã.
Substâncias paramagnéticas: correspondem àquelas que
praticamente não são imantadas na presença de um ímã. Exemplos
dessa categoria são madeira, plástico, papel etc.
Substâncias diamagnéticas: se imantam em sentido contrário
àquele do ímã que se coloca em sua vizinhança. Normalmente, essas
substâncias são repelidas por um ímã permanente. Exemplos são o
ouro, prata, cobre, chumbo etc.
Todas essas propriedades estão associadas com características que
ocorrem em nível atômico. A forma com que os elétrons estão distribuídos no
átomo é que acabam dando as características a esses metais e demais
substâncias.
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Há mais de dois séculos, o dinamarquês
H. Oersted notou que quando passamos
corrente elétrica por um fio, em sua redondeza,
um ímã permanente é orientado, como ocorre
na redondeza de outro ímã. Imediatamente,
Oersted notou que a corrente elétrica pode
produzir no espaço as mesmas características
originadas na redondeza de um ímã
permanente. Com isso, verificou-se que campos
magnéticos podiam ser produzidos por
correntes elétricas circulando em condutores.
Figura 2: Hans Christian Oersted
Essa descoberta foi o início da conexão
entre os fenômenos magnéticos e elétricos.
Desse modo, começou-se uma era diferente no
estudo do magnetismo, pois, com a corrente
elétrica, seria possível investigar esse
fenômeno de forma mais controlada. Bobinas
e solenoides começaram a ser desenvolvidas e
aplicadas. Inicia-se a era das aplicações dos
fenômenos magnéticos que, com as
descobertas de Faraday, dá origem aos
motores e aos dínamos.
Tais experimentos também foram muito
importantes
ao
possibilitarem
o
Figura 3: Michael Faraday
desenvolvimento de instrumentos de medição,
permitindo ainda mais o avanço do conhecimento nessa área. Ao invés de apenas
usar os magnetos naturais, o homem passou a produzi-los de forma controlada
e a entender como o campo age sobre as cargas, e sobre as correntes.
Esse conhecimento foi o passo inicial para o sucesso da telecomunicação
moderna que começou com o telefone. A presença do magnetismo em nossa
vida é muito maior do que nossos olhos são capazes de observar. Em quase todos
os aparelhos, em quase todos os aplicativos eletrônicos modernos, um pouco ou
muito de magnetismos está presente. Além de tudo, é graças ao magnetismo
que podemos ter a grande geração de eletricidade de que precisamos para a vida
moderna.
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