Campo magnético

Prof. Thiago M. De oliveira

Um pouco de história

O termo magnetismo resultou do nomeMagnésia, região da Ásia Menor (Turquia),devido a um minério chamado magnetita (ímãnatural) com a propriedade de atrair objetosferrosos à distância (sem contato físico).

Um pouco de história

A Magnetita é um mineral magnético formado pelosóxidos de ferro II e III cuja fórmula química é Fe3O4.

A magnetita apresenta na sua composição,aproximadamente:

• 69% de FeO e 31% de Fe2O3 ou

• 26,7% de ferro e 72,4% de oxigênio.

Um pouco de históriaHa mais de dois mil anos os gregos conheciam uma pedra, o mineralque hoje chamamos de magnetita, que atraía pedaços de ferro.

Os gregos perceberam que outros pedaços de ferro, em contato coma magnetita, podiam também se transformar em ímãs são osímãs artificiais.

Chamamos imantação ao processo pelo qual um corpo neutro setorna imantado.

Teoricamente, qualquer corpo pode se tornar um ímã. Mas a maioriados corpos oferece uma resistência muito grande à imantação.

Um pouco de históriaOs corpos que se imantam com grande facilidade são o ferro e certasligas de ferro.◦Uma dessa ligas é o ALNICO, composta de ferro, alumínio, níquel,

cobre e cobalto.

◦O ferro puro mantém sua magnetização por pouco tempo: é umímã temporário.

As ligas de ferro mantém a magnetização por muito tempo são osímãs permanentes.

Processos de imantaçãoA) INDUÇÃO: é o fenômeno pelo qual uma substância se imanta quando fica próxima de um ímã.

Processos de imantaçãoB) ATRITO: quando uma substância neutra é atritada por um ímã, ela se imanta. É necessário que o atrito seja feito num único sentido.

Um pouco de históriaEm 1600, William Gilbert descobriu que a Terra é um grande ímãnatural, com os polos magnéticos, cada qual na vizinhança de umpolo geográfico.

É a região próxima a um ímã queinfluencia outros ímãs oudeterminados materiais.

Podemos perceber que ocampo magnético, o campogravitacional e o campoelétrico têm as característicasequivalentes.

Um pouco de históriaEmbora as cargas elétricas e os polo magnéticos sejam, em muitosaspectos semelhantes, existem diferenças importantes.

S N

S N S N

Ocorrem aos pares Pólos “inseparáveis”

S N

O campo magnético só é gerado por imãs?

www.ensinoadistancia.pro.brEaDFisica-4AulasAula-1aula-1.html

O EletromagnetismoÉ o ramo da Física que estuda os materiais magnéticos, ou seja, queestuda materiais capazes de atrair ou repelir outros.

Está intimamente ligado ao movimento dos elétrons nos átomos,pois uma carga em movimento gera um campo magnético.

O ÍMÃ é um objeto capaz de provocar um campo magnético à sua volta

Propriedade dos ímãs

PRINCÍPIO DA ATRAÇÃO-REPULSÃO: Polos de mesmo nomese repelem e de nomes diferentes se atraem.

S NS N

Repulsão Atração

N S S N

Propriedade dos ímãs

PRINCÍPIO DA INSEPARABILIDADEDOS POLOS: É impossível aocorrência de um polo isolado. Amenor porção de um materialmagnético apresenta dois polos.

Linhas de induçãoO campo magnético pode ser representado de maneira semelhanteà representação do campo elétrico através das linhas de campo.

As linhas de indução magnéticas de um ímãem forma de barra são linhas que sempresaem do polo norte e chegam no polo sul:

N S

Linhas de indução

As linhas de indução magnéticas:

• são a representação geométrica docampo magnético;

• nascem no polo norte do imã e morremem seu polo sul;

• onde estão mais próximas o campomagnético é mais intenso; maisafastadas, o campo magnético é maisfraco.

Campo magnético uniformeNo campo magnético uniforme, vetor indução magnética apresentacaracterísticas semelhantes, isto é, quando possui a mesmaintensidade, direção e sentido.

As linhas de indução são retas paralelas igualmente espaçadas eigualmente orientadas.

N

S

Magnetismo Terrestre

Em 1600, William Gilbert descobriuque a Terra é um grande ímã natural,com os polos magnéticos, cada qualna vizinhança de um polo geográfico.

Chama-se campo magnético terrestreao campo magnético que existe aoredor da Terra.

A existência desse campo semanifesta pela orientação da agulhamagnética (bússola).

Magnetismo TerrestreO campo magnético terrestre podeser considerado uniforme em umaextensão bastante grande como, porexemplo, na região ocupada por umacidade.◦ Se suspendermos uma agulha magnética

de maneira que ela possa girarlivremente, ela irá se orientar de maneiraque seu eixo fique na linha do campomagnético local.

◦ Essa linha é próxima da linha norte-sulgeográfica (meridiano geográfico).

Magnetismo TerrestreO campo magnético terrestre podeser devido ao núcleo de ferro daTerra.

A configuração do campo magnéticoda Terra é parecida com a de umgigantesco ímã em forma de barralocalizado próximo ao centro daTerra.

Os polos magnéticos da Terra nãocoincidem com os polos geográficos.

Magnetismo TerrestreO Sol emite uma grande quantidade de partículas

eletricamente carregadas, prótons e elétrons, quecaminham em todas as direções.

Esse fluxo de partículas recebe o nome de ventosolar.

Ao atingir as altas camadas da atmosfera da Terra,essas partículas eletrizadas são capturadas eaceleradas pelo magnetismo terrestre, que é maisintenso nas regiões polares.

Essa corrente elétrica colide com átomos deoxigênio e nitrogênio - num processo semelhanteà ionização (eletrificação) de gases que fazacender o tubo de uma lâmpada fluorescente.

Magnetismo TerrestreEsses choques produzem radiação em

diversos comprimentos de onda, gerandoassim as cores características da aurora, emtonalidades fortes e cintilantes que seestendem por até 2 000 quilômetros.

As auroras podem ser observadas nascamadas mais elevadas da atmosfera, nasproximidades dos polos norte e sul daTerra.

A que ocorre no polo norte recebe o nomede aurora boreal, a do polo sul é conhecidacomo aurora austral.

Exemplos01. Represente a força magnética exercida pelo ímã X sobre o ímã Y.

N

S

N S

Y

X

Resolução

Exemplos02. Um ímã em forma de barra foi dividido em quatro partes como indica a figura abaixo.

N S

N A B C D E F S

Se aproximarmos dois desses fragmentos como ilustra a figura abaixo, a forçaentre eles será de atração ou repulsão?

N A D E

S N S N S N

Portanto:

A → sul

B → norte

C → sul

D → norte

E → sul

F → norte

S N SPortanto a força entre os

fragmentos será de atração,

pois polos de nomes

diferentes se atraem.

Exemplos03. Uma pequena bússola é colocada próxima a um ímã permanente. Em quaisdas posições assinaladas na figura a extremidade norte da agulha apontará parao alto da página (tela)?

a) Somente em A ou D.

b) Somente em B ou C.

c) Somente em A, B ou D.

d) Somente em B, C ou D.

e) Em A, B, C ou D.

N

S

A

B C

D

N

S

Agulha

Alternativa: A