Magnetismo

O magnetismo começou a ser investigado no início do século XIX, após alguns experimentos demonstrarem que essa área da Física estava relacionada com carga elétrica.

O magnetismo não se trata apenas de uma simples atração eletrostática entre duas cargas opostas. É bem mais complexo do que isso. Está também relacionado com a movimentação dos elétrons no interior dos ímãs.

De uma forma geral, as cargas elétricas que estão em repouso produzem um efeito elétrico de atração ou de repulsão. Já as cargas elétricas que se encontram em movimento podem produzir efeito magnético e também efeito elétrico.

A eletricidade e o magnetismo costumavam ser estudados em disciplinas distintas até o início do século XIX. Quando descobriram que o magnetismo estava relacionado com a carga elétrica, surgiu um novo campo de estudo, que foi denominado Eletromagnetismo ou Eletrodinâmica.

O efeito do magnetismo é observado nos ímãs e passou a ser estudado pelos físicos logo no início do século XIX.

Uma das propriedades dos ímãs é a sua capacidade de atrair apenas o ferro, e não outros metais. Além disso, um ímã é capaz de transmitir ao ferro a capacidade de atração magnética.

Outra propriedade muito importante dos ímãs é a atração ou repulsão entre os polos. Os polos de mesma natureza (norte-norte e sul-sul) se repelem, enquanto que os polos de naturezas diferentes (norte-sul) se atraem. A figura abaixo ilustra essa propriedade dos ímãs. A cor vermelha indica o polo norte e a cor cinza indica o polo sul.

Uma outra propriedade muito interessante sobre os ímãs é a inseparabilidade de seus polos. Isso pode ser visto toda vez que tentamos separar o polo norte do polo sul dividindo transversalmente um ímã. Ao fazer isso, não obtemos polos separados, mas sim dois ímãs menores, isto é, cada metade passa a ter um polo norte e um polo sul, como mostra a figura abaixo:

Um ímã cria, ao seu redor, um campo magnético, que é uma grandeza vetorial, ou seja, possui intensidade, direção e sentido.

Podemos utilizar uma bússola para determinar a direção e o sentido do campo magnético em um ponto qualquer. A agulha magnética presente na bússola irá indicar a direção do campo, enquanto que o polo norte da agulha irá indicar o sentido do campo.

O campo magnético é representado pelo símbolo , enquanto que a direção e o sentido em um ponto são representados pelo vetor .

Considerando um ímã em forma de barra, podemos mapear seu campo magnético. O vetor   correspondente é desenhado em cada ponto, conforme mostra a figura abaixo:

Pela figura, vemos que o sentido do campo magnético de um ímã é saindo do polo norte e indo para o polo sul.

O campo magnético é representado por meio de linhas de força, que são traçadas de tal modo que, em cada um de seus pontos, elas serão tangentes a um vetor , como mostra a seguinte figura:

Essas linhas de força devem ser orientadas no sentido fornecido pela bússola, fazendo com que o vetor  tenha o mesmo sentido que a linha.

No caso de ímãs que possuem formato de U, o campo magnético apresenta dois comportamentos diferentes. Entre os dois polos desse ímã, o campo magnético é formado por linhas retilíneas, sendo, portanto, uniforme. No entanto, na região mais externa próxima aos polos, as linhas do campo magnético tornam-se curvas. Observe essas linhas desenhadas na figura a seguir:

Temos dois tipos de ímãs: aqueles que são permanentes e aqueles que são temporários.

• Os ímãs permanentes permanecem magnetizados mesmo depois de remover o seu campo magnético.
• Os ímãs temporários, por sua vez, permanecem magnetizados somente quando outro campo magnético está presente.