Nesta aula vamos entender o que é magnetismo, eletromagnetismo e campo magnético estudando seus principais conceitos e dando muitos exemplos com ilustrações para que você possa entender de vez esse assunto que por muitos parece complicado. Não é. Leia o texto abaixo e entenda de vez esse assunto.
Segundo registros históricos, os gregos foram os primeiros a relatar a ação dos magnetos (ímãs) encontrados em rochas de uma região da Ásia Menor denominada Magnésia. Daí o nome da rocha com essa propriedade – a magnetita – e do fenômeno – o magnetismo.
Os ímãs naturais como a magnetita são constituídos, em sua maioria, de óxido de ferro (oxigênio e ferro) e têm como característica a atração de objetos metálicos de ferro, de níquel e de cobalto. Esses metais são denominados ferromagnéticos. Outros metais, como o cobre, o alumínio e o chumbo não são atraídos por ímãs.
Atualmente, há ímãs produzidos industrialmente. São comuns os enfeites e peças de propaganda de restaurantes e pizzarias próprios para serem fixados na porta da geladeira por meio de pequenos ímãs. Além de decorar, esses objetos servem para prender bilhetes com recados e lembretes.
A bússola, uma invenção atribuída aos chineses, é um instrumento de orientação que se utiliza de ímã. Os chineses perceberam que um pequeno pedaço de ímã natural em forma de barra, suspenso por um fio ou flutuando sobre um pedaço de cortiça em água, alinhava-se na direção Norte-Sul da Terra.
A extremidade do ímã que aponta para a região do Polo Norte Geográfico é dado o nome de norte magnético. À extremidade do ímã que aponta para a região onde se localiza o Polo Sul Geográfico é dado o nome de sul magnético.
Aproximando um ímã de outro, pode-se verificar que, dependendo da posição, surgem entre eles forças de atração ou de repulsão. Com base nessa constatação, conclui-se que os ímãs apresentam polaridade, ou seja, apresentam polos que determinam a orientação da ação de sua força magnética. Convencionou-se que polos de mesmo nome se repelem e polos de nomes diferentes se atraem.
Outra característica importante dos ímãs é a inseparabilidade dos polos magnéticos. Cortando-se um ímã de barra ao meio, as duas metades obtidas serão ímãs completos, com norte e sul magnéticos. Por mais que você divida um ímã, sempre obterá ímãs completos.
Para visualizar o campo magnético ao redor de um ímã, é comum a utilização de limalha de ferro (pó de ferro). A forma como a limalha se distribui permite a representação do campo através de linhas de ação de sua força em torno do ímã.
Outra maneira de verificar essas linhas é percorrer com uma bússola o contorno do ímã. A agulha da bússola se orienta segundo a linha de campo que passa por ela, pois ela é, na verdade, um pequeno ímã.
Com base nessas observações, foram criados modelos com o campo magnético representado por linhas orientadas da ação da força desse campo, denominadas linhas de indução magnética. A orientação dessas linhas é convencionada com o sentido do polo norte para o polo sul de um ímã.
Colocando-se sobre uma mesa algumas bússolas, afastadas umas das outras, observa-se que todas elas estarão alinhadas na direção norte-sul. Esse fato indica que a Terra cria um campo magnético ao seu redor, que interage com o campo criado pela bússola.
Uma das possíveis causas desse comportamento magnético da Terra pode estar relacionada às camadas mais próximas do núcleo e ao próprio núcleo do planeta, onde há uma concentração muito grande de níquel e ferro.
A parte mais externa do núcleo, devido à alta temperatura, está em grande parte no estado líquido. Essa massa metálica encontra-se eletrizada e, por causa do movimento de rotação da Terra, cria uma corrente elétrica que dá origem às propriedades magnéticas do planeta.
Como o polo norte de uma bússola aponta para a região do Polo Norte Geográfico e o polo sul da bússola aponta para a região do Polo Sul Geográfico, pode-se dizer que a Terra se comporta como um enorme ímã (veja a figura abaixo).
Por volta de 1820, o físico dinamarquês Hans C. Õersted (1777 – 1851) observou que uma bússola sofria interação quando colocada próxima a um fio condutor percorrido por corrente elétrica (cargas em movimento). Surgia o eletromagnetismo. Acompanhe um resumo do experimento realizado por Õersted,
Em seu experimento, Oersted segurou, inicialmente, uma bússola com a agulha paralela ao fio de um circuito elétrico aberto.
Ao fechar o circuito, inicia-se a passagem da corrente elétrica e a agulha da bússola muda de direção. Invertendo o sentido da corrente, a agulha da bússola gira no sentido oposto.
Os resultados desse experimento permitiram a Oersted evidenciar que um fio condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, gera ao seu redor um campo magnético e que o sentido desse campo magnético é dependente do sentido da corrente.
Ele foi o primeiro a notar que a eletricidade podia gerar efeitos magnéticos. Surgia, então, o eletromagnetismo, ramo da física que estuda as interações entre correntes elétricas e corpos magnetizados.