ANÁLISE DO CONCEITO DE ELETROMAGNETISMO PELA EXPERIÊNCIA “ ÍMÃS INTELIGENTES”

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Os fenômenos elétricos e magnéticos foram estudados separadamente até 1820, quando o físico dinamarquês Hans Chistian Oersted descobriu que a passagem de uma corrente elétrica por um fio confutor desvia a agulha imantada que esteja próxima.

O edifício teórico do eletromagnetismo, base de todos os desenvolvimentos da eletrotécnica, foi definitivamente estabelecido em 1873 pelas mãos de James Clerk Maxwell (1831-1879), sábio escocês, criador das equações gerais do eletromagnetismo, que sintetizam elegante e magistralmente essa área do saber. A eletricidade e o magnetismo no mundo contemporâneo estão presentes em todos os setores econômicos, desde as áreas de transporte e comunicação, passando pelas de produção, até as de lazer. Além do largo espectro de aplicação a eletricidade é uma forma privilegiada de energia, pois pode atingir com facilidade qualquer lugar imaginável. Ela significa, entre outras coisas, transportar os enormes movimentos mecânicos de lugares distantes para os mais íntimos locais, juntamente com informações, lazer, comunicações e cultura nos campos e nas cidades, por ondas transversas (GONSAGA,2003).

De forma bem simples e resumida o conhecimento do eletromagnetismo, entre outras determinações, possibilitou a transformação do movimento em eletricidade e a eletricidade em movimento onde o magnetismo entra como condição da possibilidade dessas geniais transformações.

Muitos se perguntam o que é realmente o magnetismo, ele está em toda parte, mas passa despercebido por todo o mundo. O fato é que sem ele, você não estaria aqui lendo este artigo. Sem ele, não haveria luz, não haveria universo. Todo este poder é chamado de magnetismo ou mais precisamente de eletromagnetismo, que é uma das quatro forças (ao lado da gravidade e dos dois tipos de energia nuclear a forte e a fraca) que regem o nosso universo. O magnetismo está diretamente ligado à energia elétrica (STEFANOVITS, 2013).

- ELETROMAGNETISMO

A constatação, no início do século XIX, de que os fenômenos magnéticos são causados por cargas elétricas em movimento conduziu a uma profunda alteração nas bases da física. Essa unificação dos fenômenos elétricos e magnéticos, até então considerados como tendo origens diferentes, fez surgir um novo ramo de conhecimento, o eletromagnetismo.

Hoje sabemos que a magnetita, chamada de “pedra amante” pelos chineses da antiguidade, expressão que originou a palavra ímã, do francês aimant = amante, é um minério composto de óxido de ferro (Fe2O3). Portanto, a magnetita é um ímã natural.

- Imãs

Um Imã é definido com um objeto capaz de provocar um campo magnético à sua volta e pode ser natural ou artificial. Um ímã natural é feito de minerais com substâncias magnéticas, como por exemplo, a magnetita. E um ímã artificial é feito de um material sem propriedades magnéticas, mas que pode adquirir permanente ou instantaneamente características de um ímã natural. Os ímãs artificiais também são subdivididos em: permanentes, temporais ou eletroímãs.

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.

Ímãs permanentes são indispensáveis na vida moderna, presentes no mundo todo em diversas aplicações onde são essenciais por armazenar energia e a colocar á disposição através de um campo magnético estático.

- Propriedades dos ímãs

Um ímã não apresenta propriedades magnéticas em toda a sua extensão, mas só em certas regiões, chamadas regiões polares ou polos magnéticos que são regiões onde se intensificam as ações magnéticas.

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”, como mostra a figura abaixo:

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A propriedade de inseparabilidade dos polos contata que ao dividir um ímã em várias partes, cada parte será um novo ímã com dois polos. É impossível existir um monopolo magnético, ou polo magnético separado.

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Outra característica dos ímãs é o alinhamento espontâneo, já que um ímã apontará sempre para a mesma direção (próxima ao norte geográfico da Terra) se for deixado suspenso ou de modo a se mover livremente, sem influencias externas.

- Campo Magnético de um ímã

A palavra campo significa, na Física, uma tendência de influenciar corpos ou partículas no espaço que rodeia uma fonte. Assim, o campo magnético é a tendência de atrair partículas carregadas, elétrons e prótons, e corpos metálicos magnetizáveis (materiais ferromagnéticos, como o ferro, o cobalto, o níquel e ligas como o alnico). O campo pode ser produzido pôr imãs e eletroímãs, que aproveitam o efeito magnético da corrente elétrica.

A força magnética é uma interação à distância, ou seja, não necessita de contato. Dessa forma, associamos aos fenômenos magnéticos a ideia de campo, assim como nos fenômenos elétricos. Consequentemente, dizemos que um ímã gera no espaço ao seu redor um campo que chamamos de Campo Magnético. O campo magnético interage com outros ímãs, com as substâncias magnéticas e com correntes elétricas.

Se várias agulhas fossem distribuídas em diferentes pontos do espaço em torno de um ímã, cada uma delas se orientará ao longo de uma direção bem determinada em virtude da ação das forças magnéticas que o ímã exerce sobre a agulha. Como o ímã tem essa propriedade de orientar as agulhas, constata-se que ele cria um campo magnético no espaço livre em tono dele.

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Um campo magnético produz uma força sobre cargas elétricas em movimento, que tende a fazê-las girar. Quando estas cargas se deslocam em um condutor, este sofre a ação de uma força perpendicular ao plano que contém o condutor e o campo.