Os ímãs são uma das ferramentas mais comuns em nosso dia-a-dia, aparecendo em todos os tipos de contextos e lugares. Olhe para a porta da sua geladeira - que é mantida apertada pelo magnetismo. Pense nos fones de ouvido ou nos alto-falantes do computador: ímãs os alimentam. Ou brinque com a janela do carro de seus pais: isso também é possível graças a materiais magnéticos.

Os ímãs estão literalmente por toda parte. Eletricidade e magnetismo - e a ciência por trás do campo magnético - são algumas das ferramentas científicas mais úteis que temos. Tanta coisa simplesmente não funcionaria se não as tivéssemos. Entender essas questões é um belo exercício de física.

No entanto, dada a onipresença de material magnético e ferramentas magnéticas, nós meio que tomamos esse fenômeno como garantido. Mas se você parar e pensar sobre isso, o magnetismo não é incrível? Não é incrível que um pedaço de metal possa mover outro através de uma força invisível? Você não acha que a física desse processo estranho é realmente muito legal?

Não? Bem, talvez seja porque você não sabe tudo sobre física. Então, com a intenção de convencê-lo de que a força magnética é realmente uma das coisas mais interessantes da natureza, vamos dar uma olhada no que se trata.

Ficaríamos surpresos se você não concordasse até o final deste artigo. Você também pode conferir nosso guia completo sobre magnetismo e eletromagnetismo!

O que é magnetismo?

Magnetismo é a força pela qual os materiais magnéticos atraem e rejeitam outros materiais também magnéticos. Essa é a maneira mais comum pela qual você vê o magnetismo em ação na vida cotidiana, quando pedaços de metal são puxados em direção a outros pedaços de metal.

Aliás, é isso que torna os ímãs tão interessantes - e tão úteis no dia-a-dia. A força magnética é uma força sem contato, o que significa que os materiais magnéticos não precisam ser tocados para que seus efeitos sejam sentidos.

No entanto, isso não é apenas mágica - embora se acreditasse que era antigamente. Em vez disso, as forças que esses materiais promovem são o resultado de um processo que acontece em um nível pequeno demais para que possamos ver com nossos olhos. Nesse nível, tudo está em movimento.

E o que cria a força que testemunhamos é o resultado de dois fenômenos nesse nível. O primeiro é o 'momento magnético' de um determinado elemento e suas partículas - e o outro é uma corrente elétrica.

Momentos magnéticos e elétrons

O que está acontecendo em um nível muito menor diz respeito aos elétrons, uma das partes subatômicas de um material.

Esses elétrons se movem ou giram em torno do núcleo do átomo. E cada um tem uma carga diferente - geralmente positiva ou negativa. Normalmente, a carga elétrica ou os giros desses elétrons são balanceados - o que significa que o número de elétrons positivos é igual ao número de elétrons negativos.

A natureza tende a gostar de estabilidade e, nesse contexto, significa que os materiais não magnéticos são a norma, devido ao fato de que, com a igualdade de elétrons positivos e negativos, o momento magnético desses elétrons é cancelado. Isso é útil, pois, caso contrário, tudo no universo poderia ser magnético - o que não seria assim tão conveniente.

Às vezes, os elétrons de um material não são equilibrados - isso é verdade. No entanto, na maioria das vezes, nesses casos, sua carga magnética não está alinhada - algo que é um pré-requisito para o magnetismo adequado.

O magnetismo da maneira que reconhecemos - com os dois pólos magnéticos de um ímã - ocorre quando os momentos magnéticos dos elétrons estão todos alinhados, ou seja, apontando na mesma direção. Somente nesse ponto o material produzirá um campo magnético forte o suficiente para ser relevante.

Você pode inclusive, perguntar sobre isso em sua aula de física força.

Eletricidade e magnetismo

Como dissemos, existem duas fontes de magnetismo. A primeira é o momento magnético dos elétrons dados e seu alinhamento. A segunda é uma corrente elétrica.

O magnetismo está presente nas correntes elétricas.

As correntes elétricas produzem magnetismo porque a eletricidade é o fluxo de elétrons que flui através de um material. Com isso, você tem um fenômeno no qual todos os elétrons se alinham necessariamente através de seus movimentos - e esse movimento fornece ao fio elétrico uma carga positiva e uma carga negativa.

Eletroímãs

Você provavelmente já ouviu falar de um eletroímã - ou eletromagnetismo em geral. Estes são ímãs super fortes que são alimentados por eletricidade. Assim como a maioria das coisas que são alimentadas por eletricidade, você também pode ativá-los e desativá-los - o que os torna bastante convenientes para a indústria.

Se você pegar uma substância magnética e enrolar uma bobina de fio em torno dela - com uma carga elétrica passando por ela -, descobrirá que o ímã resultante é realmente muito forte. A bobina inteira fica magnetizada dessa maneira, com os elétrons do fio produzindo um campo magnético que atrai para o centro da bobina.

Assim que você desliga a eletricidade, a bobina não é mais magnética. Esta é uma parte crucial do eletromagnetismo.

O que é um campo magnético?

Os ímãs atraem e repelem outras coisas suscetíveis à força do magnetismo. Nós sabemos disso. No entanto, o importante é o que acontece entre os dois materiais que são magnéticos. Este é o campo magnético - um campo de força invisível que é essencialmente o arranjo dos elétrons na área circundante.

Você já viu os diagramas de campos magnéticos antes. E o que você reconhecerá é a natureza dipolar dos ímãs - o fato de os ímãs terem um pólo norte e um pólo sul - bem como as linhas de campo magnético que tendemos a desenhar entre os dipolos.

Essas linhas representam o fluxo magnético que emerge do polo norte e entra no sul. Quanto mais próximas as linhas, mais forte a magnetização. A propósito, essas linhas nunca se cruzam.

Limalha de ferro

Uma das melhores maneiras de ver um campo magnético real é através do uso de limalhas de ferro. Arranje um ímã de barra e um punhado de pedacinhos de metal - limalha de ferro, essencialmente a poeira do ferro.

A limalha de ferro pode ser usada em testes de magnetismo.

Solte o ferro no ímã e observe o campo magnético aparecer, com todas as diferentes linhas de força incluídas. É bastante impressionante, de verdade!

Diferentes tipos de ímãs - e diferentes tipos de magnetismo

Você provavelmente já tem a impressão de que nem todos os ímãs são iguais. Dado que nós sabemos que não existe nada como electro força magnética, assim como ímãs 'normais', podemos muito bem assumir que há mais tipos de ímãs também. Já mencionamos ímãs de barra, por exemplo.

Os cientistas gostam de caracterizar as coisas - e você precisa conhecer as categorias que elas criam.

Diamagnetismo

Vamos começar com o diamagnetismo. Este é o tipo de magnetismo que está em tudo, o tempo todo. No entanto, não é particularmente "magnético" no sentido em que estamos convencionalmente familiarizados.

Em vez disso, em um material que é 'diamagnético', não há elétrons não emparelhados. E, na presença de substâncias paramagnéticas ou ferromagnéticas, o diamagnetismo é esmagado.

Paramagnetismo

Materiais paramagnéticos são aqueles que são relativamente atraídos para qualquer campo magnético ao qual estão expostos. A maioria dos compostos químicos é paramagnética, porque geralmente possui elétrons que não são pareados. Isso significa que mesmo elementos como o oxigênio são na verdade paramagnéticos - algo que talvez a maioria das pessoas desconheça.

Nas substâncias paramagnéticas, os elétrons não emparelhados se alinham ao campo magnético, dando à substância uma carga geral.

Materiais ferromagnéticos

Materiais ferromagnéticos são aqueles que reconhecemos convencionalmente como magnéticos.

Esses materiais também possuem elétrons emparelhados. No entanto, diferentemente dos materiais paramagnéticos, os elétrons nos materiais ferromagnéticos tendem a se alinhar espontaneamente. Isso significa que eles não precisam de um campo magnético externo para se tornarem magnéticos.

O nome ferro veio do termo "ferromagnético".

Esses materiais são geralmente magnéticos - como ferro (daí o nome 'ferro'), níquel e cobalto.

Imãs temporários e ímãs permanentes

Esses dois termos - ímãs temporários e permanentes - são bastante comuns em conversas sobre o mundo da física, especialmente quando o tema é magnetismo. E a diferença é provavelmente bastante óbvia.

Ímãs permanentes são aqueles que são ferromagnéticos. Eles mantêm seu potencial magnético mesmo depois de não estarem na presença de um campo magnético externo.

Ímãs temporários são aquelas substâncias paramagnéticas que requerem uma força magnética externa. Um belo exemplo são os clipes de papel - objetos que reagem ao magnetismo, mas que não são magnéticos.

A propósito, o aquecimento de uma substância ferromagnética mexe com seu potencial magnético. A energia do calor cria uma volatilidade atômica muito maior - o que significa que os elétrons não podem permanecer alinhados.

Conheça os transformadores, uma das mais importantes tecnologias magnéticas!

A Terra é magnética?

Você sabe que a Terra tem um campo magnético, certo? Essa é a razão pela qual damos aos ímãs as características de ter um polo 'norte' e um 'sul'.

O mundo inteiro é magnético - e é por isso que a bússola funciona. Se você pegasse um punhado de lama, ela certamente não seria magnética, mas a Terra em si produz o maior campo magnético do planeta.

A explicação para o magnetismo viria do núcleo da Terra.

Mas por que isso? Ninguém tem certeza. No entanto, os cientistas, que percorrem os ramos da física, pensam que é por causa das correntes de convecção no núcleo da Terra - que são feitas principalmente de ferro e níquel. E é isso que produz as luzes do norte.

Se este artigo foi útil para você, não deixe de ler também este que explica a indução eletromagnética.

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Marcia

Jornalista. Professora. Tradutora. Bailarina. Mãe. Mulher. Dedicada às minhas lutas diárias. Em constante transformação. Quando não há mais nada a dizer, escrevo!!!