Ja se encontram disponíveis para baixar, descarregar ou simplesmente fazer Download gratuito, os livros de todas disciplinas escolares: Matemática, Português, Biologia, Química, Inglês, Filosofia, Geografia entre outros que estao disponíveis neste site. Baixe livro clicando aqui.
Encontre tambem neste site artigos como apontamentos, trabalhos feitos exercícios resolvidos pela nossa equipe aulas de preparação para Exames do ensino médio, secundário, pré universidade, ensino técnico profissional entre outros.
O que é Magnetismo?
O entendimento amplo do magnetismo passa por uma base sustentada em três pilares principais: é necessário conhecer a origem do magnetismo e a existência dos momentos magnéticos; em segundo lugar é preciso entender as interações entre os momentos e; conhecer a mecânica estatística, para poder entender e descrever as propriedades
macroscópicas observáveis.
 |
| Magnetismo - Campo Magnético |
Conceitos: O que é Magnetismo?
a) Polos magnéticos (m)
Assim como nas pilhas e baterias, os imãs possuem dois polos, no caso, polo Norte e polo Sul. No caso específico dos imãs, o nome oficial é monopólios magnéticos. O mais interessante dos polos magnéticos é o fato de que, apesar de todos os esforços da comunidade científica sua existência não é estabelecida de forma experimental. Os efeitos ocorrem sempre em pares, ou seja, se dividirmos um imã em duas partes, essas duas partes serão outros dois imãs, com dois polos, exatamente como o imã que deu origem aos demais.
Apesar de não existirem, esse conceito é muito útil nos cálculos micro magnéticos. Cálculos micro magnéticos são os cálculos dos campos internos a amostra e de fenômenos relacionados com a estrutura do domínio.
Esse cálculo é definido a partir do equivalente da lei de Coulomb, que é feito pela força (F) entre dois polos m1 e m2 que ocorre entre dois
magnetos cilíndricos.
Um dos polos cria no seu entorno um campo magnético que será responsável por exercer uma força em um outro polo próximo. A principal característica dessa força é proporcionalidade dela com o campo magnético. Ou seja, quanto maior a força, maior será o campo magnético. A essa proporcionalidade denominamos Intensidade de Campo Magnético (𝐻⃗ )
b) Dipolos Magnéticos ou Momentos Magnéticos (𝜇 )
Apesar de não vermos, os dipolos são reais e podem ser comparados com pares de polos, por exemplo, +m e -m que se situam nas extremidades de um corpo cilíndrico, que possui um comprimento l e área A, considerando de o comprimento seja muito maior que o raio do cilindro (l >>r).
potêncial associada será dada por:
Apesar de podermos calcular um momento magnético, na prática, como lidamos com amostras macroscópicas, trabalhamos com um agrupamento de momentos magnéticos. Com esse conceito é possível determinar a magnetização (𝑀⃗ ) que será o resultado da soma de todos os momentos magnéticos elementares divididos pelo volume que ocupa.
c) Campo Magnético (força magnetizante)
Produzida por solenoides é também conhecida como campo solenoidal.
Para entendermos esse conceito, basta imaginar um solenoide de comprimento muito longo onde, no seu centro temos H = μ0nI, onde n é a densidade linear de espiras e I é a corrente que passa pelas espiras. No sistema internacional, a unidade para Campo Magnético é ampère/m(A/m) e no sistema CGS2 é o Oersted (Oe).
Existe um outro campo magnético que é representado pelas linhas de força de indução que é conhecido como Indução Magnética B. Essa indução magnética também recebe a denominação de densidade de fluxo. Isso ocorre porque é possível quantificar o número de linhas de força por unidade de área. Nos espaços vazios (ar ou vácuo)
No caso de materiais sólidos a indução magnética é dada por:
cuja unidade no SI é Weber/m² (G/m²
) ou Tesla (T)⁴.
No sistema CGS
e a unidade é Gauss
d) Permeabilidade Magnética ()
A permeabilidade magnética é a quantificação do “valor” magnético de um material, ou seja, ele indica o campo magnético no interior de um material. Esse campo magnético existe devido a associação de uma condição magnética pré-existente na região que envolve o material e a magnetização induzida no material por esse campo.
e) Susceptibilidade Magnética (𝜒)
Materiais magnéticos respondem de formas diferentes quando submetidos a um campo magnético. Essa resposta diferenciada é conhecida como Susceptibilidade Magnética e ela pode ser estática, se for um campo de corrente contínua, ou dinâmica, se for gerada por um campo de corrente alternada. Em alguns casos os materiais apresentam uma resposta não linear. Desse modo devemos tomar o limite nulo da excitação (campo aplicado). Sendo assim:
Na prática costumamos utilizar campos estáticos pequenos o suficiente para obter-se uma boa relação sinal/ruído. Podemos também medir com pequenas excitações alternadas e utilizamos a detecção síncrona. Para esse caso podemos dizer que a susceptibilidade é alternada ou simplesmente é uma susceptibilidade. Dependendo do material devemos tomar cuidado com a intensidade do campo de excitação. Para materiais moles ou doces, esse cuidado deve ser tomado.
Materiais moles ou doces são materiais ferromagnéticos que possuem uma característica conhecida como magnetização espontânea.
Magnetização espontânea significa que esses materiais possuem uma magnetização não nula, mesmo sem estarem em presença de um campo
externo. O que diferencia os materiais ferromagnéticos moles dos materiais ferromagnéticos duros é uma característica chamada de coercividade.
Normalmente os materiais doces possuem uma coercividade menor que os materiais duros. Apesar de não ser um valor absoluto é costume considerar que materiais com coercividade maior que 104 A/m são considerados materiais duros, enquanto valores de coercividade menores que 500 A/m são considerado materiais moles.
Outro tipo de fenômenos ocorre quando há uma dissipação de energia e nesse caso a resposta dos momentos magnéticos elementares não é instantânea, isso significa porque ocorre um atraso temporal da magnetização em relação a excitação. Isso torna a susceptibilidade magnética uma grandeza complexa, ou seja, devemos escrever essa
dependência temporal como uma consequência da função da frequência da excitação , além de depender da temperatura e do campo:
onde 𝜒′
(𝜔, 𝑇, 𝐻) é a dispersão
𝜒′′(𝜔, 𝑇, 𝐻) é a absorção
A susceptibilidade magnética e a sua dependência da temperatura, do campo, e também sua dependência em relação a posição na amostra pode ainda depender da posição microscópica na amostra com a periodicidade da rede cristalina. Sendo assim pode ser expressa por um vetor de onde q da rede recíproca, estudo importante nas relações das refrações de nêutrons.
Os principais tipos de comportamentos magnéticos conhecido são listados na tabela abaixo:
Existem outros tipos de comportamento magnético. Iremos citar esses comportamentos, mas não vamos nos fixar em nenhum deles: metamagnético, superparamagnético, vidro de spin, speromagnético, helimagnético, etc.
Para caracterizarmos os materiais magnéticos utilizamos uma série de técnicas experimentais. As duas principais técnicas são a Magnetização
e a Susceptibilidade magnética.
A magnetização é medida em função do campo magnético aplicado ao material, a uma temperatura constante, chamadas de curvas ou isotermas de magnetização (MxH)T. Ainda controlando a temperatura podemos utilizar uma segunda técnica que é conhecida como susceptibilidade, normalmente em corrente alternada. É uma técnica
simples e não necessita de campos magnéticos. Esse processo nos informa como a parte inicial da magnetização varia com a temperatura.
Entretanto, nem sempre é possível determinar o comportamento magnético, nesse caso, o microscópio e outras técnicas complementares são necessárias. Para esses casos podemos lançar mão de técnicas
como calor específico, difração de nêutrons, ressonância magnética, espectroscopia ótica e Mössbauer, resistividade e etc...
A propriedade conhecida como Diamagnetismo aparece em todos os materiais que possuam cargas em movimento que sofrem influência de um campo externo ou a sua variação. Sua principal característica é uma pequena suscetibilidade magnética negativa que é independente da temperatura. Isso significa que a qualquer magnetização induzida por um campo externo é proporcionalmente contrária ao campo.
Essa contraposição pode ser explicada através da reação das cargas em movimento que é capaz de cancelar qualquer variação no fluxo magnético, conforme a lei de Lenz, em um caminho fechado qualquer. O fenômeno ocorre em dois níveis. O primeiro é no nível atômico e ocorre sob a forma de um rearranjo das funções de onda de tal modo que aumenta a área efetiva a ser percorrida pelas orbitas atômicas. O segundo ocorre no nível macroscópico através das correntes induzidas, principalmente em materiais metálicos e semicondutores.
No caso macroscópico ocorre uma dependência da temperatura, que normalmente está relacionada a resistência do material e da forma geométrica da amostra que, nesse caso passa a ser importante para a resposta.
Continue lendo: lei de Lenz
Livro de Filosofia 12ª Classe PDF
Exames de todas disciplinas em pdf
Aviso Importante
Informamos que por razões alheias, respeitamos todos direitos autorais reservados, por isso todo o conteúdo publicado neste site (gratuito/pago) não deve ser copiados, vendidos em outros sites ou usados ilegalmente. Para saber mais veja as nossas políticas de privacidade
Viste algo de errado nesta página? Relate nos comentários ou entre em contacto com o admi através do WhatsApp
Entamos gratos pela sua visita...
0 Comentários