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O Magnetismo no nosso cotidiano

O magnetismo, assim como o campo magnético está presente em diversos setores do nosso cotidiano, como por exemplo: em auto-falantes, microfones, motores elétricos, usinas geradoras de energia elétrica, televisões, fitas-cassete, cartões de crédito, trens de levitação magnética, adesivos de geladeira, e até mesmo na medicina através de determinados exames, e também nos fênomenos das auroas boreais ou polares.

Neste trem, situado no Japão, chamado de Maglev (Magnetic levitation transport) a levitação magnética diminui o atrito, as vibrações e os barulhos. Ele flutua através de um campo magnético e chega a velocidades acima de 500 km/h.
(Imagem extraída de http://www.railway-technology.com/contractor_images/telefunken/3-shanghai-maglev.jpg em 15/03/2013 ás 00h29min.)

Aurora boreal é um fenômeno que ocorre nas regiões polares da Terra que está relacionado com o campo magnético terreste.
(Imagem extraída de http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Polarlicht_2.jpg em 15/03/2013 as 00h35min.)

                                                       Outros exemplos:

(Imagem extraída de http://user.img.todaoferta.uol.com.br/W/Y/JC/2D0KX8/bigPhoto_0.jpg em 24/03/2013 as 23h50min.)

Gravador ou leitor de CD ou DVD.
(Imagem extraída de http://2.bp.blogspot.com/-ZJXrtwz4R_k/TyWGUrqmwSI/AAAAAAAAAv4/UGoVFaSvJzM/s1600/leitor+e+gravador+de+cd+e+dvd.png em 24/03/2013 ás 23h52min.)

Cartões de crédito
(Imagem extraída de http://www.correiodoestado.com.br/uploads/1457513612.jpg em 24/03/2013 ás 23h57min.)

 

Televisão
(Imagem extraída de https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQ89u0BrcWUKJu8kXj4AldV1tvcTBKT8cvbHySMNLA0JuFoQglRja4fpYt3-a0U5Lpd81XGKfpYcOLSzUaC9cGmP7A0_vT3OlmSDZAAeOmoS9s2MBmTCrKsHkgA-QVWrJ1Qi2SRgXESMQ/s1600/60-de-televisao-no-brasil.jpg em 24/03/2013 ás 23h59min.)

Auto-falantes
(Imagem extraída de http://www.geocities.ws/saladefisica7/funciona/altofalante40.jpg em 25/03/2013 as 00h01min.)

Ímãs de geladeira
(Imagem extraída de http://blog.pedidor.com/wp-content/uploads/2013/01/foto-imas-decorados-para-geladeira-011.jpg em 25/03/2013 ás 00h04min.)

Motores elétricos
(Imagem extraída de http://www.tretando.com.br/wp-content/uploads/2012/11/Motores-El%C3%A9tricos-1.jpg em 25/03/2013 ás 00:05 min.)

Equipamento para realizar exames de ressonância magnética, utilizado na medicina.
(Imagem extraída de https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjPotvUzWOjLiutWN9yIRpUGjDZJIVOJ3gVsmhaZH1MGeAx_uxeky8UnAVxJ4oEujTC_lojMNRvqJnJlAkjyTdrFxLVw7f8wbMrY5qLCzdOVWF5QPFdDCeLbOMRdORe83jzwdAUfEzZ9LaF/s1600/servicok.jpg em 25/03/2013 em 00h09min.)

Campo Magnético

Um campo magnético é a região que está proxima de um ímã e que influencia outros ímãs e materais ferromagneticos a se atrairem.
O campo magnético do pólo norte de um ímã sempre será influenciado pelo pólo sul do mesmo, pois não existe ímãs com pólos isolados. Porém, para considerarmos o campo magnético de apenas um pólo do ímã, deve-se haver um ímã bem grande, para que possamos ignorar a influência do outro pólo.

Imagem mostrando os materiais ferromagneticos sofrendo influencia da região proxima do ímã, chamada de campo magnético.
(Imagem extraída de GUALTER; NEWTON; HELOU, Física, Vol.3, 1ªEd. São Paulo, Ed. Saraiva, 2010.)

O campo magnético é descrito por um vetor, que é chamado de vetor de indução magnética, sendo representado por . Vamos supor que coloca-se uma bússola sob a ação do campo magnético, logo o vetor da indução magnética irá criar uma reta que se alinha com a agulha da bússola apontando para o sentido do pólo norte magnético da agulha.

(Imagem extraída de GUALTER; NEWTON; HELOU, Física, Vol.3, 1ªEd. São Paulo, Ed. Saraiva, 2010.)

No campo magnético de um ímã existem linhas chamadas de linhas de indução, que se orientam pela parte externa do ímã, deslocando-se do pólo norte para o pólo sul do ímã.

(Imagem extraída de http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/CampoMagnetico/campo.php em 14/03/2013 as 22h32min.)

(Imagem extraída de GUALTER; NEWTON; HELOU, Física, Vol.3, 1ªEd. São Paulo, Ed. Saraiva, 2010.)


Para visualizarmos a atução das linhas de indução, podemos por exemplo, colocar limalhas de ferro sobre um papelão e um ímã embaixo do papelão. Sendo assim, iremos notar a presença de um campo magnético com as suas linhas de indução.

(Imagem extraída de GUALTER; NEWTON; HELOU, Física, Vol.3, 1ªEd. São Paulo, Ed. Saraiva, 2010.)

O vídeo a seguir nos mostra como esse procedimento funciona:

(Vídeo extraído de http://www.youtube.com/watch?v=JCs8hW45Rvg em 14/03/2013 ás 23h07min.)

Inseparabilidade dos pólos de um ímã

Os pólos magnéticos de um ímã são inseparaveis, ou seja, vamos supor que uma pessoa corte um ímã ao meio, este ímã irá dar origem dois novos ímãs, mas cada um, mesmo assim irá conter os dois pólos magnéticos (norte ou sul).
Enfim, é impossível separar os dois pólos de um ímã ou isolando um do outro, eles sempre estão unidos em uma estrutura chamada dipolo magnético, ou seja, dois pólos magnéticos.

(Imagem extraída de MAXIMO; ALVARENGA, Física ensino médio, Vol.3, 1ªEd. São Paulo, Ed. Scipione, 2006.)


No vídeo a seguir, demonstra exatamente a quebra de um ímã, dando origem a dois ímãs, sendo que cada um ainda continua possuindo seus dois pólos.

(Vídeo extraído de http://www.youtube.com/watch?v=drW4CJDNl_k em 12/03/2013 ás 01h23min.)

A Terra se comporta como um ímã

O planeta terra se comporta como um grande ímã. Esta afirmação foi comprovada pelo físico inglês William Gilbert (1544 - 1603) no qual ele observou como funcionava a agulha magnética de uma bússola.

William Gilbert (Imagem extraída de http://www.rare-earth-magnets.com/images2/gilbert.gif em 25/03/2013 as 22h45min.)

A bússola é um instrumento utilizado na orientação, no qual se aplica propriedades magnéticas. (Imagem extraída de http://soldadosdoleaodejuda.blogspot.com.br/2012/12/bussola-divina_18.html em 11/03/2013 ás 23h59min.)

Foi constatado que assim como a terra possui seus pólos geográficos norte e sul, ela também possui pólos magnéticos norte e sul, porém estes pólos magnéticos não irão se conhecidir com os pólos geográficos, e ao longo do tempo eles podem variar de posição ao longo do planeta Terra, pois existe uma teoria que diz que os pólos magnéticos são determinados através da movimentação do magma (uma grande bola de ferro fundida) que se localiza no núcleo da Terra, criando cargas elétricas influenciando no campo magnético terrestre.

(Imagem extraída de http://revistagalileu.globo.com/Revista/Galileu/foto/0,,15339631,00.jpg em 25/03/2013 ás 23h25min.)

Atração e Repulsão dos Ímãs

Ao pegarmos dois ímãs e ao aproximarmos eles uns dos outros, eles podem atrair-se ou repelir-se. O fenômeno do atração ocorre quando aproximamos dois ímãs e eles se unem devido a eles possuiem pólos de nomes diferentes, ou seja, os pólos magnéticos de nomes diferentes se atraem, sendo que estes "nomes" são os pólos norte ou sul. Já o fenômeno da repulsão acontece quando aproximamos dois ímãs com polos magnéticos de nomes iguais, ou seja pólos magnéticos de mesmo nome se repelem.

(Imagem extraída de GUALTER; NEWTON; HELOU, Física, Vol.3, 1ªEd. São Paulo, Ed. Saraiva, 2010.)

O vídeo a seguir nos mostra claramente como acontece a atração e a repulsão dos ímãs, de acordo com os principios descritos anteriomente.

(Vídeo extraído de
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=MzffGBFPgF0&feature=fvwp em 11/03/2013 ás 22h45min.)

Como Determinar os Pólos Magnéticos de um Ímã

Para determinarmos os pólos de um ímã, ele deve ficar em uma posição para que ele possa girar livremente. Então, vamos supor que um ímã é levantado em seu centro de gravidade e logo após começa a girar até entrar em equilibrio em uma certa posição em que seus pólos magnéticos ficam apontados aproximadamente para os pólos geográficos da terra, ou seja, determinamos que a extremidade do ímã que aponta para o norte geográfico será o polo norte do ímã, asssim como a extremidade do ímã que irá apontar para o sul geográfico será o polo sul do ímã.

(Imagem extraída de http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/imas/reg_polares/ em 10/03/2013 ás 18h21min.)

A seguir temos um vídeo que demonstra claramente o procedimento descrito anteriormente, só que no experimento realizado no vídeo, tem-se um ímã que é colocado sobre uma tampa de vasilha na qual é colocada flutuando em um recipiente com água. Neste experimento pode-se concluir também que a extremidade do ímã que aponta para o norte geográfico será o polo norte do ímã, asssim como a extremidade do ímã que irá apontar para o sul geográfico será o polo sul do ímã.

(Vídeo extraído de http://www.youtube.com/watch?v=Z_ygxqMa61Y em 10/03/2013 ás18h30min.)

Os Pólos Magnéticos dos Ímãs

Vamos supor que uma pessoa pegue um ímã em forma de barra e o aproxime de determinadas limalhas de ferro (pequenos pedaços de ferro em pó). Logo, observa-se que a limalha de ferro é atraída somente pelas extremidades da barra do ímã, sendo que estas extremidades são chamadas de pólo norte ou pólo sul, enquanto o centro da barra é chamado de região neutra, pois não atrai as limalhas.

(Vídeo extraído de http://www.youtube.com/watch?v=xJpRCQfB1BE em 10/03/2013 ás 17h21min.)

Porém, os pólos norte e sul não ocorrem somente nos ímãs de forma de barra, eles ocorrem em todos os tipos de ímãs, como nos ímãs em forma de ferradura em que o seu pólo norte se localiza em frente ao pólo sul, e também nos ímãs de formato redondo, no qual o seu pólo norte se situa na parte externa e o pólo sul na parte central.

(Imagem extraída de PARANA, Fisica: Série Novo Ensino Médio, 1ªEd. São Paulo, Ed. Ática, 2003.)

Generalidades dos Ímãs

Os ímãs são corpos que possuem a propriedade de atrair materiais ferromagnéticos. A palavra ímã é de origem francesa e em português significa amante.

Os ímãs podem ser naturais ou artificiais, os ímãs naturais são encontrados na natureza através de um minério composto por óxidos de ferro chamado magnetita, cuja fórmula química é Fe₂O₃.

A magnetita é encontrada incrustada em rochas, possuindo forma cúbica, cor preta e de brilho metálico. Os Cristais de magnetita podem ser encontrados em certos tipos de bactérias, e até mesmo no cérebro de seres humanos.

Os ímãs naturais são considerados ímãs permanentes, ou seja, suas propriedades magnéticas são muito difíceis de serem perdidas.

                                            A Magnetita é um exemplo de ímã natural.

 (Imagem retirada de http://www.clubedaquimica.com/images/stories/magnetita2.jpg em 10/03/2013 ás 02h00min)

Os ímãs artificiais são aqueles produzidos pelo homem através de um processo chamado imantação que ocorre em compostos químicos ferromagnéticos, no caso, o ferro, cobre, cobalto, alumínio.

 O processo da imantação pode ocorrer por meio de induções magnéticas, que é um fenômeno no qual uma barra de ferro se imanta quando fica próxima de um imã, também pode ocorrer por meio de atritos, que é quando uma barra de ferro se atrita com um ímã, porém o atrito deve ser no mesmo sentido.

                                                         Exemplo de ímã artificial.
 (Imagem extraída de https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiHuG7QeC2VCOrayt5yYez30qd88_s31T4LZDGihNQW3CLpsaR5FsXEL6vQlP2tMrzJvkcwpenRCwQVH3ocaAt-Cbz_y9JRXT8qKz0yluWHf4GYGf6jPUvK1FS2OVe4H43y_iP5yUIOFjQ/s1600/im%C3%A3+free+stock.jpg em 10/03/2013 ás 12h11min.)


O processo da imantação pode ocorrer também por corrente elétrica, criando um eletroímã, que pode ser construído a partir de um fio eletétrico enrrolado em volta de algum objeto ferromagnético. Vamos supor que uma pessoa pegue um fio de cobre e o enrrole em um prego, em seguida coloque cada ponta do fio sobre cada extremidade de uma pilha. Assim sendo, haverá um eletroímã.

(Imagem extraída de http://manualdafisica.files.wordpress.com/2012/09/0201.jpg em 24/03/2013 ás 23h05min.)

O vídeo a seguir nos mostra como construir um eletroímã;

(Vídeo extraído de http://www.youtube.com/watch?v=j2kHpzP7elQ em 26/03/2013 ás 00h35min.)

Os ímãs artificiais podem ser classificados como permanentes, temporários ou transitórios. Eles são permanentes quando demoram muito para perderem sua capacidade magnética, e são temporários ou transitórios quando perdem suas propriedades magnéticas a partir do momento em que sua imantação para.

A perda das propriedades magnéticas pode estar relacionada com o aumento da temperatura sobre as substâncias ferromagnéticas, porém este efeito pode ser revertido com a diminuição das temperaturas.

Essas temperaturas que determinam quando os ímãs perdem suas propriedades magnéticas são chamadas de Temperatura de Curie ou Ponto de Curie, pois foi descoberta pelo físico francês Pierre Curie.

                                               Físico francês Pierre Curie (1859 – 1906)
 (Imagem extraída de https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj55c4J-lRao6Q_w5hcLCRb2aEzEoHI60NBNBuNquoY8Nt2NroVYZl5fty-qyAmytS8NAyTP2StA-alhiTOX0bQMZZjhLbBYjsiZrlyjKEr7hMcq_8mftxfaSglhpqv5PSegxPVsIINpqM8/s1600/M_PierreCurie_pti.jpg em 10/03/2013 ás 12h44min.)

Alguns exemplos do Ponto de Curie sobre certas substâncias ferromagnéticas:
• Ferro: Temperatura de Curie: 770 °C
• Cobalto: Temperatura de Curie: 1075 °C
• Níquel: Temperatura de Curie: 365 °C

 (Dados retirados de http://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_Curie em 10/03/2013 ás 12h01min.)