Professor: Diones Charles MAGNETISMO Disciplina: Física Professor: Diones Charles

Um pouco da história Magnetismo é um ramo da Física que estuda os materiais magnéticos, que possuem a capacidade de atrair ou repelir outros materiais; Hoje se sabe que eletricidade e magnetismo são aspectos do mesmo fenômeno, o eletromagnetismo; Magnetismo tem sua origem na Grécia Antiga; Foi na cidade de Magnésia que se observou um minério com propriedade de atrair objetos de ferro; Tal minério ficou conhecido por magnetita.

ELETROMAGNETISMO Imãs -corpos que tem o poder de atrair ferro e que interagem entre sí.

Magnetita é um mineral magnético formado pelo óxido de ferro (Fe2O3); A atração magnética exercida pela magnetita sobre o ferro foi explicada pela primeira vez no século VI a.C. por Tales de Mileto; A palavra ímã surgiria mais tarde do termo francês ainmant, que significa “amante”.

Os ímãs foram utilizados nas navegações; Em 1269, Pierre de Maricourt mapeou a direção apontada por uma agulha ao ser posta em contato com um imã esférico; Descobriu que essas direções formavam linhas que passavam por dois pontos em diâmetros opostos, que chamou de polos; Mais tarde foi realizado um experimento em que um imã em forma de barra, suspenso pelo seu ponto médio de tal maneira que pudesse girar livremente, alinhou-se na direção norte-sul geográfica da Terra; Surge a denominação norte e sul para polos dos ímãs: O polo norte do ímã aponta para o Norte geográfico da Terra; O polo sul do íma aponta para o Sul geográfico da Terra.

Propriedades dos ímãs O ímã, também conhecido como magneto, é um material que possui a capacidade de atrair substâncias magnéticas.

Existem dois tipos de ímãs: Ímãs Naturais – são aqueles que encontramos na natureza e são compostos por minério de ferro (óxido de ferro). Este tipo de ferro magnético é denominado magnetita. Ímãs Artificiais – são aqueles que adquirem propriedade magnética ao serem atritados com um ímã natural. A capacidade magnética destes ímãs podem superar a dos ímãs naturais.

Os imãs possuem dois pólos: NORTE e SUL Estes pólos Norte e Sul são capazes de atrair ferro e outros materiais como o aço, cobalto e níquel

Interação entre os pólos de um imã Os pólos iguais se repelem e os pólos opostos se atraem

Propriedades dos imãs 1.Atração e repulsão dos pólos 2.Inseparabilidade dos pólos do imã Pólos magnéticos de mesmo nome se repelem, e de nomes opostos se atraem. É impossível separar os pólos de um imã.

Tem a capacidade de um ferro transmitir a outro ferro esse poder de atração magnética; Atração e repulsão entre polos, ou seja: polos de mesmo nome se repelem; polos de nomes diferentes se atraem.

O “imã” é indivisível! Na verdade, os imãs podem ser divididos, mas sempre haverá dois pólos magnéticos (Norte e Sul), ou seja, os pólos dos imãs são inseparáveis!

Um ímã possui ainda mais uma propriedade: a inseparabilidade dos polos;

A Bússola Suspendendo-se livremente um imã em barra, ele gira até assumir, aproximadamente ,a direção norte-sul geográfica. Essa propriedade nos permite verificar a existência do campo magnético terrestre e propiciou aos chineses a invenção da bússola (agulha magnética).

Algumas formas

Campo magnético de um ímã O conceito de campo surgiu com a observação do efeito que um ímã produzia ao seu redor, uma região que foi chamada de campo magnético.

Campo magnético da Terra A Terra é um planeta que se comporta como um imenso ímã, estabelecendo assim, um campo magnético ao redor dela.

As propriedades magnéticas da Terra Descobriu-se que os imãs se orientam aproximadamente com o eixo norte-sul geográfico da Terra

Campo Magnético Define-se como campo magnético toda região do espaço em torno de um condutor percorrido por corrente elétrica ou em torno de um ímã. Seu sentido se dá do pólo Norte para o pólo Sul e tem direção perpendicular às linhas de indução.

Linhas de Indução Em um campo magnético, chama-se linha de indução toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B e orientada no seu sentido. As linhas de indução são obtidas experimentalmente. As linhas de indução saem do pólo norte e chegam ao pólo sul, externamente ao ímã. Essas linhas de indução são representações da variação do campo magnético em uma certa região do espaço e são tangentes ao vetor campo magnético. Ver demonstração:http://phet.colorado.edu

Campo magnético = Vetor campo magnético No S.I. T (Tesla)

Linhas de indução em um imã a partir de limalhas de ferro

Campo Magnético criado por corrente elétrica Experiência de Oersted: Oersted verificou em 1820 que ao aproximarmos uma agulha magnética a um fio condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, ocorre desvio na agulha magnética. Em outras palavras, ele descobriu que uma corrente elétrica percorrendo um fio condutor cria um campo magnético.

Experiência de Oersted Quando uma corrente passa por um fio condutor deflete a agulha magnética Representação esquemática da Experiência de Oersted

Experiência de Oersted

A Terra é um planeta que se comporta como um imenso ímã, estabelecendo assim, um campo magnético ao redor dela; O eixo geomagnético, ou seja, o eixo que une o polo norte e sul magnético terrestre, não coincide com o eixo de rotação da Terra; Entre esses dois eixos forma-se um ângulo que é aproximadamente igual a 13°.  O campo magnético da Terra deve-se ao movimento de cargas elétricas que ocorre no seu interior; A principal causa do magnetismo terrestre é o movimento de rotação da fase líquida do núcleo, que se comporta como se fosse uma enorme espira (ou um ímã esférico).

Campo magnético criado em um fio Condutor Quando um fio condutor é percorrido por uma corrente elétrica, cria-se um campo magnético de tal forma que o vetor campo magnético é perpendicular ao plano que contém o fio.

Sentido das Linhas de Campo Magnético O sentido das linhas de campo magnético é determinado pela regra da mão direita nº1. Visto em perspectiva Visto de cima Visto de lado Grandeza orientada do plano para o observador (saindo do plano) Grandeza orientada do observador para o plano (entrando no plano) Ver demonstração:http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/maodireita/maodireita.htm

FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO 1.Condutor Retilíneo Onde: 0 = permeabilidade magnética 0 = 4.10-7 T.m/A

2.Espira circular Onde: R = Raio da espira

3.Bobina chata 4.Solenóide Onde: onde: l = comprimento do solenóide N= Nº de espiras

Exercício Além de ter a propriedade física de atrair pedaço de ferro, os ímãs têm também a propriedade de: Atrair um corpo de alumínio; Atrair um corpo de bronze; Atrair um corpo metálico qualquer; Um do seus dois polos pode repelir um dos polos de um outro ímã; Repelir um pente de plástico.

Fim