{"id":6394,"date":"2017-05-06T13:13:00","date_gmt":"2017-05-06T16:13:00","guid":{"rendered":"http:\/\/planetabiologia.com\/?p=6394"},"modified":"2022-11-29T14:27:23","modified_gmt":"2022-11-29T14:27:23","slug":"magnetismo-eletromagnetismo-e-campo-magnetico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planetabiologia.com\/magnetismo-eletromagnetismo-e-campo-magnetico\/","title":{"rendered":"Magnetismo, eletromagnetismo e campo magn\u00e9tico"},"content":{"rendered":"

Nesta aula vamos entender o que \u00e9 magnetismo, eletromagnetismo e campo magn\u00e9tico estudando seus principais conceitos e dando muitos exemplos com ilustra\u00e7\u00f5es para que voc\u00ea possa entender de vez esse assunto que por muitos parece complicado. N\u00e3o \u00e9. Leia o texto abaixo e entenda de vez esse assunto.<\/p>\n

Magnetismo – im\u00e3s<\/strong><\/h2>\n

Segundo registros hist\u00f3ricos, os gregos foram os primeiros a relatar a a\u00e7\u00e3o dos magnetos (\u00edm\u00e3s) encontrados em rochas de uma regi\u00e3o da \u00c1sia Menor denominada Magn\u00e9sia. Da\u00ed o nome da rocha com essa propriedade – a magnetita – e do fen\u00f4meno – o magnetismo.<\/p>\n

Os \u00edm\u00e3s naturais como a magnetita s\u00e3o constitu\u00eddos, em sua maioria, de \u00f3xido de ferro (oxig\u00eanio e ferro) e t\u00eam como caracter\u00edstica a atra\u00e7\u00e3o de objetos met\u00e1licos de ferro, de n\u00edquel e de cobalto. Esses metais s\u00e3o denominados ferromagn\u00e9ticos. Outros metais, como o cobre, o alum\u00ednio e o chumbo n\u00e3o s\u00e3o atra\u00eddos por \u00edm\u00e3s.<\/p>\n

Atualmente, h\u00e1 \u00edm\u00e3s produzidos industrialmente. S\u00e3o comuns os enfeites e pe\u00e7as de propaganda de restaurantes e pizzarias pr\u00f3prios para serem fixados na porta da geladeira por meio de pequenos \u00edm\u00e3s. Al\u00e9m de decorar, esses objetos servem para prender bilhetes com recados e lembretes.<\/p>\n

A b\u00fassola, uma inven\u00e7\u00e3o atribu\u00edda aos chineses, \u00e9 um instrumento de orienta\u00e7\u00e3o que se utiliza de \u00edm\u00e3. Os chineses perceberam que um pequeno peda\u00e7o de \u00edm\u00e3 natural em forma de barra, suspenso por um fio ou flutuando sobre um peda\u00e7o de corti\u00e7a em \u00e1gua, alinhava-se na dire\u00e7\u00e3o Norte-Sul da Terra<\/a>.<\/p>\n

A\u00a0extremidade do \u00edm\u00e3 que aponta para a regi\u00e3o do Polo Norte Geogr\u00e1fico \u00e9 dado o nome de norte magn\u00e9tico. \u00c0 extremidade do \u00edm\u00e3 que aponta para a regi\u00e3o onde se localiza o Polo Sul Geogr\u00e1fico \u00e9 dado o nome de sul magn\u00e9tico.<\/p>\n

Atra\u00e7\u00e3o e repuls\u00e3o magn\u00e9tica<\/strong><\/h2>\n

Aproximando um \u00edm\u00e3 de outro, pode-se verificar que, dependendo da posi\u00e7\u00e3o, surgem entre eles for\u00e7as de\u00a0atra\u00e7\u00e3o\u00a0<\/strong>ou de\u00a0repuls\u00e3o.\u00a0<\/strong>Com base nessa constata\u00e7\u00e3o, conclui-se que os \u00edm\u00e3s apresentam polaridade, ou seja, apresentam polos que determinam a orienta\u00e7\u00e3o da a\u00e7\u00e3o de sua for\u00e7a magn\u00e9tica. Convencionou-se que\u00a0polos de mesmo nome se repelem e polos de nomes diferentes se atraem.<\/strong><\/p>\n

\"Magnetismo,-eletromagnetismo-e-campo-magn\u00e9tico\"<\/p>\n

Outra caracter\u00edstica importante dos \u00edm\u00e3s \u00e9 a\u00a0inseparabilidade dos polos magn\u00e9ticos.\u00a0<\/strong>Cortando-se um \u00edm\u00e3 de barra ao meio, as duas metades obtidas ser\u00e3o \u00edm\u00e3s completos, com norte e sul magn\u00e9ticos. Por mais que voc\u00ea divida um \u00edm\u00e3, sempre obter\u00e1 \u00edm\u00e3s completos.<\/p>\n

Campo magn\u00e9tico<\/strong><\/h2>\n

Um \u00edm\u00e3 cria a seu redor uma regi\u00e3o de influ\u00eancia magn\u00e9tica denominada\u00a0campo magn\u00e9tico.<\/strong><\/p>\n

Para visualizar o campo magn\u00e9tico ao redor de um \u00edm\u00e3, \u00e9 comum a utiliza\u00e7\u00e3o de limalha de ferro (p\u00f3 de ferro). A forma como a limalha se distribui permite a representa\u00e7\u00e3o do campo atrav\u00e9s de linhas de a\u00e7\u00e3o de sua for\u00e7a em torno do \u00edm\u00e3.<\/p>\n

Outra maneira de verificar essas linhas \u00e9 percorrer com uma b\u00fassola o contorno do \u00edm\u00e3. A agulha da b\u00fassola se orienta segundo a linha de campo que passa por ela, pois ela \u00e9, na verdade, um pequeno \u00edm\u00e3.<\/p>\n

Com base nessas observa\u00e7\u00f5es, foram criados modelos com o campo magn\u00e9tico representado por linhas orientadas da a\u00e7\u00e3o da for\u00e7a desse campo, denominadas\u00a0linhas de indu\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica.\u00a0<\/strong>A orienta\u00e7\u00e3o dessas linhas \u00e9 convencionada com o sentido do polo norte para o polo sul de um \u00edm\u00e3.<\/p>\n

Veja aqui no site a aula\u00a0Associa\u00e7\u00e3o de Resistores mista, em paralelo e em s\u00e9rie<\/a><\/p>\n

O campo magn\u00e9tico da Terra<\/strong><\/h2>\n

Colocando-se sobre uma mesa algumas b\u00fassolas, afastadas umas das outras, observa-se que todas elas estar\u00e3o alinhadas na dire\u00e7\u00e3o norte-sul. Esse fato indica que a Terra cria um campo magn\u00e9tico ao seu redor, que interage com o campo criado pela b\u00fassola.<\/p>\n

\"Magnetismo,<\/p>\n

Uma das poss\u00edveis causas desse comportamento magn\u00e9tico da Terra pode estar relacionada \u00e0s camadas mais pr\u00f3ximas do n\u00facleo e ao pr\u00f3prio n\u00facleo do planeta, onde h\u00e1 uma concentra\u00e7\u00e3o muito grande de n\u00edquel e ferro.<\/p>\n

A parte mais externa do n\u00facleo, devido \u00e0 alta temperatura, est\u00e1 em grande parte no estado l\u00edquido. Essa massa met\u00e1lica encontra-se eletrizada<\/a> e, por causa do movimento de rota\u00e7\u00e3o da Terra, cria uma corrente el\u00e9trica que d\u00e1 origem \u00e0s propriedades magn\u00e9ticas do planeta.<\/p>\n

Como o polo norte de uma b\u00fassola aponta para a regi\u00e3o do Polo Norte Geogr\u00e1fico e o polo sul da b\u00fassola aponta para a regi\u00e3o do Polo Sul Geogr\u00e1fico, pode-se dizer que a Terra se comporta como um enorme \u00edm\u00e3 (veja a figura abaixo).<\/p>\n

Eletromagnetismo<\/strong><\/h2>\n

Por volta de 1820, o f\u00edsico dinamarqu\u00eas Hans C. \u00d5ersted<\/strong><\/a> (1777 – 1851) observou que uma b\u00fassola sofria intera\u00e7\u00e3o quando colocada pr\u00f3xima a um fio condutor percorrido por corrente el\u00e9trica (cargas em movimento). Surgia o eletromagnetismo. Acompanhe um resumo do experimento realizado por \u00d5ersted,<\/p>\n

O experimento de Oersted<\/strong><\/h3>\n

Em seu experimento<\/a>, Oersted segurou, inicialmente, uma b\u00fassola com a agulha paralela ao fio de um circuito el\u00e9trico aberto.<\/p>\n

Ao fechar o circuito, inicia-se a passagem da corrente el\u00e9trica<\/a> e a agulha da b\u00fassola muda de dire\u00e7\u00e3o.\u00a0<\/strong>Invertendo o sentido da corrente,\u00a0<\/strong>a agulha da b\u00fassola gira no sentido oposto.<\/p>\n

\"Hans<\/p>\n

Os resultados desse experimento permitiram a Oersted evidenciar que um fio condutor quando percorrido por uma corrente el\u00e9trica, gera ao seu redor um campo magn\u00e9tico e que o sentido desse campo magn\u00e9tico \u00e9 dependente do sentido da corrente.<\/p>\n

Ele foi o primeiro a notar que a eletricidade podia gerar efeitos magn\u00e9ticos. Surgia, ent\u00e3o, o eletromagnetismo,\u00a0<\/strong>ramo da f\u00edsica que estuda as intera\u00e7\u00f5es entre correntes el\u00e9tricas e corpos magnetizados.<\/p>\n

Eletro\u00edm\u00e3s<\/strong><\/h2>\n

Uma aplica\u00e7\u00e3o do campo magn\u00e9tico criado por uma corrente el\u00e9trica s\u00e3o os eletro\u00edm\u00e3s. Esses dispositivos s\u00e3o \u00edm\u00e3s tempor\u00e1rios, pois s\u00f3 atuam como \u00edm\u00e3 quando o circuito el\u00e9trico \u00e9 fechado. S\u00e3o utilizados em telefones, computadores, alto-falantes e em guindastes (usados na separa\u00e7\u00e3o de metais em dep\u00f3sitos).<\/p>\n

O eletro\u00edm\u00e3\u00a0<\/strong>\u00e9 um dispositivo composto de um conjunto de espiras justapostas envolvendo um n\u00facleo de material ferromagn\u00e9tico.<\/p>\n

Quando as espiras s\u00e3o ligadas a uma pilha ou bateria, surge uma corrente el\u00e9trica que gera ao seu redor um campo semelhante aquele encontrado nos \u00edm\u00e3s naturais. A intensidade do campo depender\u00e1 da intensidade da corrente el\u00e9trica e do n\u00famero de espiras.<\/p>\n

Desde a descoberta de Oersted., outros cientistas tentaram descobrir se o oposto tamb\u00e9m era poss\u00edvel, isto \u00e9, obter eletricidade do magnetismo.<\/p>\n

Dois cientistas, o ingl\u00eas Michael Faraday<\/a> (1791-1867) e o norte-americano Joseph Henry (1797-1878), destacaram-se ao produzir corrente el\u00e9trica em um circuito a partir do campo magn\u00e9tico gerado por um \u00edm\u00e3.<\/p>\n

Faraday, em uma de duas bem-sucedidas experi\u00eancias, notou que, ao movimentar um \u00edm\u00e3 no espa\u00e7o interno de uma bobina (um fio condutor formando um conjunto de espiras justapostas), gerava-se uma corrente el\u00e9trica. Esse fen\u00f4meno \u00e9 chamado de indu\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica.<\/strong><\/p>\n

Bobina el\u00e9trica<\/strong><\/h2>\n

A bobina el\u00e9trica \u00e9 um enrolamento de um fio condutor formando um conjunto de espiras justapostas.<\/p>\n

\u00c9 vasta a sua utiliza\u00e7\u00e3o, sendo empregada em quase todos os equipamentos onde h\u00e1 convers\u00e3o de energia. Aparecem em alto-falantes, captadores de instrumentos musicais, instrumentos de medidas, circuitos de igni\u00e7\u00e3o de autom\u00f3vel, discos r\u00edgidos de computadores e geradores de energia el\u00e9trica.<\/p>\n

Foi a descoberta da indu\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica que possibilitou a constru\u00e7\u00e3o de\u00a0d\u00ednamos,\u00a0<\/strong>que s\u00e3o geradores mec\u00e2nicos de eletricidade. Os d\u00ednamos foram aperfei\u00e7oados e, para a gera\u00e7\u00e3o de eletricidade, tornaram-se muito mais eficientes que as pilhas e as baterias, abrindo caminho para a \u201cera tecnol\u00f3gica da eletricidade”.<\/p>\n

Gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica<\/strong><\/h2>\n

Vimos que a movimenta\u00e7\u00e3o dos \u00edm\u00e3s no interior das espiras, por meio da indu\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica, gera uma corrente el\u00e9trica.<\/p>\n

Outra maneira de se verificar a indu\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica \u00e9 movimentar uma espira no interior de um campo magn\u00e9tico. \u00c9 dessa forma que se gera a energia el\u00e9trica em usinas hidrel\u00e9tricas, termel\u00e9tricas, nucleares e e\u00f3licas.<\/p>\n

Essas usinas fazem uso de uma turbina el\u00e9trica, uma enorme estrutura cil\u00edndrica composta de v\u00e1rias p\u00e1s, que realiza um movimento girat\u00f3rio com a press\u00e3o da \u00e1gua (na usina hidrel\u00e9trica) ou do vapor-d\u2019\u00e1gua (termel\u00e9trica e nuclear) ou do vento (e\u00f3licas), ganhando, assim, energia cin\u00e9tica.<\/p>\n

As turbinas s\u00e3o acopladas por um eixo a geradores el\u00e9tricos. Os geradores s\u00e3o formados por um conjunto de bobinas que giram no interior de um campo magn\u00e9tico criado por gigantescos \u00edm\u00e3s, proporcionando a movimenta\u00e7\u00e3o de el\u00e9trons e, consequentemente, gerando uma corrente el\u00e9trica.<\/p>\n

Gerador ou conversor?<\/strong><\/h3>\n

Apesar de o nome \u201cgerador” sugerir que a energia \u00e9 gerada, sabemos que esse \u00e9 um conceito equivocado, pois a energia pode ser transformada, mas n\u00e3o criada. Os geradores el\u00e9tricos s\u00e3o, portanto, equipamentos respons\u00e1veis por converter energia.<\/p>\n

Ele recebe este nome pelo fato do movimento das bobinas que o constituem gerar, a partir da energia cin\u00e9tica, uma corrente el\u00e9trica.<\/p>\n

Funcionamento de uma usina hidroel\u00e9trica<\/strong><\/h3>\n

Veja na ilustra\u00e7\u00e3o abaixo um esquema mostrando como funciona uma usina hidrel\u00e9trica<\/p>\n

\"Gerador<\/p>\n

Resumo da aula\u00a0Magnetismo, eletromagnetismo e campo magn\u00e9tico<\/h3>\n