Eletromagnetismo

Trem magnético, como funciona?

O trem magnético não utiliza rodas, eixos ou transmissões mecânicas, e sim um sistema magnético de levitação em um trilho especial. Ou seja, sem que exista contato com os trilhos, o trem flutua e se move.

Ímãs

São corpos que tem a propriedade de atrair o ferro ou algumas de suas ligas ( mas não o aço inox) ou de interagir entre si.

O fenômeno foi observado há mais de 2.000 anos em uma região da Ásia Menor denominada Magnésia (atual Turquia). Daí o nome magnetismo.

Magnetita

As rochas compostas basicamente de óxido de ferro (Fe3O4) são denominadas magnetitas. O minério de ferro (Fe3O4) é considerado um ímã natural.

Ímãs artificiaisOs ímãs naturais supriram por muito

tempo as necessidades da humanidade, mas, com o progresso, foi preciso desenvolver ímãs artificiais mais potentes e duradouros. O processo de obtenção dos ímãs artificiais é denominado imantação.

Fig.: Ímãs de Alnico: liga composta de Fe (Ferro) contendo Al (Alumínio), Ni (Níquel) e Co (Cobalto), além de outros elementos. Essa liga foi criada na década de 30.

Tipos de ímãs artificiais- Alnico: criado na década de 1930. Funcionam a altas

temperaturas (500°C a 550°C) e são resistentes à corrosão.- Ferrite: criado no início de 1950. Resistente à corrosão, sais

lubrificantes e gases. Usado em alto falantes.- Samário – cobalto: criado nos anos 1960. Caro e frágil. É

funcional a temperaturas de até 250°C. Utilizado em micromotores.

- Neodímio – ferro – boro: criado da década de 1980. São os mais modernos pois possuem as melhores propriedades magnéticas. São utilizados em alto falantes, equipamentos elétricos e brindes.

Pólos de um ímãQualquer ímã possui dois pólos,

denominados pólo norte (N) e pólo sul (S).-Pólo norte (N): se volta para o norte geográfico da Terra.-Pólo sul (S): se volta para o sul geográfico da Terra.

Interação entre os pólos de um ímã

Pólos de nomes contrários se atraem e de mesmo nome se repelem.

Inseparabilidade dos pólos de um ímã

Um pólo magnético norte jamais existe sem a presença de um pólo magnético sul e vice versa. Se partirmos um ímã ao meio, novos ímãs serão formados.

Ímãs permanentes e temporários

- Permanentes: mantém a imantação.

- Temporários: o corpo perde a imantação de forma imediata.

Campo magnético

Em torno de um ímã ou de um condutor percorrido por uma corrente elétrica, observam – se interações de origem magnética devido à existência de um campo magnético gerado por eles.

O campo pode ser visualizado pelas linhas de força magnética (linhas de campo magnético). As linhas de indução são orientadas do pólo norte para o pólo sul.

Campo magnético da Terra

Podemos associar a Terra a um grande ímã, cuja propriedade magnética acredita – se ser em consequência de correntes elétricas existentes na sua parte central (constituída de um núcleo de ferro fundido). O pólo sul magnético aproximadamente no norte geográfico e o pólo norte magnético aproximadamente no sul geográfico.

Cinturões de Van Allen – escudo magnético da Terra

A Terra possui um campo magnético, a magnetosfera, cujas linhas de indução correm de polo a polo, curvando – se sobre si próprias

Os cinturões de Van Allen são duas zonas da magnetosfera que captam ou repelem partículas provenientes do espaço.

A Terra é constantemente bombardeada pelas partículas ionizadas e nocivas à saúde provenientes principalmente do Sol. Devido à existência do campo magnético terrestre, estamos parcialmente livres, na superfície do planeta, dessas radiações e partículas.

Aurora Boreal

Indução Magnética

É a imantação de um campo magnético por meio de um ímã. As substâncias ferromagnéticas tem seus ímãs elementares orientados facilmente quando submetidos a ação de um campo magnético.

Exemplo: ferro e níquel

Campo magnético gerado por correntes elétricas

Toda corrente elétrica gera no espaço que a envolve, um campo magnético. Todo campo magnético é produzido por cargas elétricas em movimento. O campo magnético é uma grandeza vetorial: tem um módulo, uma direção e um sentido.

Campo magnético em um fio retilíneo (B)

µ0 = 4∏ x 10-7 T.m/A

i: corrente elétrica, em Amperès

r: distância do ponto P ao fio.

Unidade do SI: Tesla (T)

Sentido do campo magnético

O sentido do campo é dado pela regra da mão direita. O polegar é disposto no sentido da corrente e os demais dedos semidobrados envolvendo o condutor fornecem o sentido de B

Convenção:

: afasta – se do observador

: aproxima – se do observador

Na figura abaixo você observa um condutor sob forma de espira circular com centro O e raio R sendo percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i.

Campo magnético gerado por uma espira circular e por um solenoide

Em torno da espira surge um campo magnético cuja direção e sentido é fornecido pela regra da mão direita (você coloca o polegar no sentido da corrente com a mão espalmada, em seguida você fecha a mão como se fosse pegar o pegar o fio e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor), considerando cada pequeno trecho da circunferência como sendo um condutor retilíneo.

A intensidade do campo magnético no centro da espira circular de raio R vale B=μ.i/2R e, se você enrolar vários (n) fios em torno da mesma circunferência de raio R (bobina chata ou plana), a expressão será B=n. μ.i/2R.

Campo magnético no interior de um solenoide

Um solenoide ou uma bobina longa é constituído por um condutor enrolado por um número muito grande de espiras iguais, uma ao lado da outra, conforme figura abaixo.

Quando o solenoide é percorrido por corrente elétrica, a configuração de suas linhas de indução é obtida pela reunião das configurações de cada espira o que equivale à configuração das linhas de indução de um imã natural.

O interior do solenoide o campo magnético é praticamente uniforme e sua intensidade é constante e vale:

Utilidades dos eletroímãs – seleção e transportes de sucatas de ferro, pegar carros e objetos de metal pesado, disjuntores,

Fazer uma pesquisa sobre o funcionamento da ressonância magnética