MATERIAL DE APOIO – DISCIPLINA DE

MATERIAL DE APOIO – DISCIPLINA DE RESSONANCIA
MAGNÉTICA
Professor Luiz Cláudio de Souza
Introdução ao MAGNETISMO
Os fenômenos magnéticos são conhecidos desde a Antiguidade. Os antigos chineses já
utilizavam determinadas pedras, como a magnetita, para obter orientações de rotas para
viagens. Estas pedras, quando suspensas por um barbante, assumem posição definida, com
uma extremidade apontando sempre para o norte e a outra, para o sul magnético da terra.
Os materiais que apresentavam as características descritas foram chamados de
ímãs. Eram constituídos basicamente de óxido de ferro. Atualmente, são chamados
genericamente de ímãs naturais, uma vez que os ímãs também são fabricados.
Os ímãs apresentam duas regiões distintas, denominadas pólos, que se caracterizam
por comportamentos opostos. A uma das regiões, denomina-se pólo norte; à outra, pólo
sul.
Verifica-se que dois ímãs em forma de barra, quando aproximados um do outro, reagem
com força de repulsão quando os pólos iguais são aproximados, e com força de atração
quando os pólos opostos são aproximados, e com força de atração quando os pólos opostos
são aproximados.
PROPRIEDADE DE INSEPARABILIDADE DOS PÓLOS
Um pólo não existe isoladamente. Caso um ímã seja dividido em vários pedaços,
de cada pedaço será obtido um novo ímã, com pólos norte e sul.
Na verdade, as partículas elementares que constituem todas as substâncias possuem
características magnéticas. O estudo do magnetismo, é possível referir-se a elas como ímãs
elementares.
COMPORTAMENTO MAGNÉTICO DAS SUBSTÂNCIAS
Podemos classificar as substâncias em magnéticas e não magnéticas.
As substâncias magnéticas permitem que seus ímãs elementares tenham um sentido
de orientação total ou parcialmente concordante, de maneira permanente ou não, graças a
uma ação externa.
Logo, os ímãs naturais são estruturados com substância magnética cujos ímãs
elementares possuem orientação concordante e permanente. Como exemplos de
substâncias magnéticas temos o ferro, o níquel, o aço etc.
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As substâncias não-magnéticas não permitem a orientação de seus ímãs
elementares. Exemplos: a madeira, o alumínio, o plástico etc.
A figura mostra a disposição dos ímãs elementares das substâncias
Quando uma substância tem seus ímãs elementares orientados, dizemos que ela está
imantada.
CAMPO MAGNÉTICO
A exemplo do campo elétrico produzido por um corpo eletrizado, na região que
envolve um ímã se estabelece um campo magnético ao qual se associa um vetor indução
magnética. A intensidade do vetor indução magnética é medida no Sistema Internacional
na unidade tesla (T).
As linhas de campo magnético em um ímã apresentam-se conforme a figura a
seguir:
A figura mostra as linhas de um campo magnético em um ímã.
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Pode-se observar que cada linha de campo magnético, também chamada de linha
de indução, começa o pólo norte e termina o sul.
Um campo magnético é uniforme quando o vetor campo magnético é constante em
todos os pontos do campo.
IMANTAÇÃO PERMANENTE E TRANSITÓRIA
Ímãs permanentes são aqueles que, uma vez imantados, conservam suas
características magnéticas. Determinados corpos de aço, como uma chave de fenda, têm
esse comportamento. Uma vez aproximada de um forte campo magnético, a chave de
fenda passa a atrair pequenos corpos metálicos, permanecendo assim por longo tempo.
Ímãs transitórios são aqueles que, quando submetidos a um campo magnético,
passam a funcionar como ímas; assim que cessa a ação do campo, ele volta às
características anteriores. Ao aproximarmos um ímã de uma porção de pregos, um prego
passa a se comportar como um ímã. Quando cessa a ação do campo, o magnetismo
também cessa.
MATERIAL COMPLEMENTAR MAGNETISMO E
ELETROMAGNETISMO
Magnetismo - Propriedades gerais dos ímas
Ímãs
Há muito tempo se observou que certos corpos tem a propriedade de atrair o ferro. Esses
corpos foram chamados ímãs. Essa propriedade dos ímãs foi observada pela primeira vez
com o tetróxido de triferro , numa região da Ásia, chamada Magnésia. Por causa desse fato
esse minério de ferro é chamado magnetita, e os ímãs também são chamados magnetos.
Ímãs naturais e artificiais
A magnetita é o ímã que se encontra na natureza: é o ímã natural. Chamamos corpo neutro
àquele que não tem propriedade magnética: corpo imantado àquele que se tornou ímã. Os
corpos que se imantam com grande facilidade são o ferro e certas ligas de ferro usadas na
fabricação de ímãs permanentes. Uma dessa ligas é o ALNICO, composta de ferro, alumínio,
níquel, cobre e cobalto.
Ímãs permanentes e temporais
De acordo com a constituição química do ímã artificial, ele pode manter a propriedade
magnética por muito tempo, até por muitos anos, ou perdê-la logo depois que cesse a causa
da imantação. No primeiro caso o ímã é chamado permanente; no segundo, ímã temporal, ou
transitório. Os eletroímãs são sempre ímãs temporais. Os ímãs naturais são permanentes.
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Regiões polares
Um ímã não apresenta propriedades magnéticas em toda a sua extensão, mas só em certas
regiões, chamadas regiões polares.
Atração e repulsão
Consideremos dois ímãs suspensos pelos centros de gravidade. Aproximando as suas
regiões polares de todas as maneiras possíveis, concluímos o seguinte princípio,
demonstrado exclusivamente pela experiência: “duas regiões polares de mesmo nome se
repelem, e de nomes contrários se atraem”
Massa magnética
Assim como em Eletrostática introduzimos o conceito de carga elétrica para podermos medir
a força entre corpos eletrizados, em magnetismo introduzimos o conceito de massa
magnética para que possamos medir a força entre corpos imantados.
Leis de atração e repulsão entre massas magnéticas puntiformes
“A intensidade da força de atração ou repulsão entre duas massas magnéticas puntiformes é
proporcional ao produto das massas magnéticas.”
Pólo de um ímã
Já vimos que um ímã só possui propriedades magnéticas em certas regiões, que chamamos
regiões polares norte e sul, que elas possuem massas magnéticas de iguais valores
absolutos. Essas regiões polares de um ímã não são pontos, mas são superfícies.
Inseparabilidade dos pólos
Os polos de um ímã são inseparáveis. Se cortamos um ímã, os polos norte e sul não ficam
isolados. Na parte correspondente ao polo norte aparece um novo polo sul; e na parte
correspondente ao polo sul primitivo aparece um novo polo norte.
Momento magnético de um imã
Chama-se momento magnético do ímã ao produto do vetor pelo valor absoluto da massa
magnética de um dos polos. Pela própria definição vemos que é uma grandeza vetorial.
Imantação ou intensidade de imantação ou intensidade de magnetização
Chama-se imantação, ou intensidade de imantação ou intensidade de magnetização do ímã à
grandeza vetorial obtida pelo quociente do momento magnético pelo volume do ímã.
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Magnetismo - O Campo magnético
O campo magnético
Chama-se campo magnético de uma massa magnética à região que envolve essa massa, e,
dentro da qual ela consegue exercer ações magnéticas.
Propriedade fundamental do campo magnético
A propriedade fundamental do campo magnético é a seguinte: o quociente dessas forças
pelas massas magnéticas correspondentes colocadas em A é uma grandeza vetorial
constante em módulo, direção e sentido, para o mesmo ponto A
O fenômeno de indução magnética
A indução magnética é o fenômeno pelo qual um corpo se imanta quando é colocado perto
de um ímã já existente. O corpo que já estava imantado é chamado indutor. O corpo que se
imanta por indução é chamado induzido. Chama-se material magnético àquele que é capaz
de se imantar.
Sucetibilidade magnética
Chama-se susceptibilidade magnética de uma substância ao quociente da intensidade de
imantação adquirida por indução por essa substância, pelo campo magnético indutor, quando
esse campo é produzido no vácuo.
Classificação das substâncias magnéticas
As substâncias magnéticas dividem-se em três grupos. 1ª - Substâncias paramagnéticas 2ª Substâncias diamagnéticas 3ª - Substâncias ferromagnéticas
Magnetismo terrestre
Chama-se campo magnético terrestre a esse campo magnético que existe ao redor da Terra.
A existência desse campo se manifesta pela orientação da agulha magnética.
Eletromagnetismo - Noções sobre Oscilações Elétricas e Ondas Eletromagnéticas
Noções elementares sobre ondas eletromagnéticas
Chama-se onda eletromagnética ao conjunto dos campos elétrico e magnético propagandose pelo espaço. As ondas eletromagnéticas são sempre produzidas por cargas elétricas
aceleradas ou retardadas.
Comprimento de onda, período e frequência
Chama-se comprimento de onda da onda eletromagnética à distância entre dois pontos
consecutivos em que o vetor E (ouH ) tem mesmo módulo e mesmo sentido. Chama-se
período da onda eletromagnética ao intervalo de tempo necessário para a onda caminhar um
comprimento de onda. Chama-se frequência de uma onda eletromagnética ao inverso do
período. Ela representa o número de períodos existentes na unidade de tempo.
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