O que é Magnetismo

O que é Magnetismo

O magnetismo é um fenômeno físico que tem grande importância na área de tecnologia, pois diversos componentes eletrônicos, como transformadores, bobinas, solenoides, relés, alto-falantes, motores, geradores, e muitos outros,  tem seu funcionamento baseado nas propriedades magnéticas dos materiais. 

Nosso objetivo é estudar a fundo o Eletromagnetismo (interação entre eletricidade e magnetismo), mas antes é importante entender como funciona o magnetismo em si, seus tipos, aplicações e conceitos principais.

Começaremos com um pequeno histórico sobre materiais magnéticos.

Histórico do Magnetismo

Já na antiguidade clássica era conhecida uma pedra capaz de atrair objetos de ferro, além de permitir que esses objetos também conseguissem atrair outros pedaços de ferro. Os primeiros relatos sobre o magnetismo datam da época dos gregos antigos, que batizaram esse fenômeno a partir de pedras encontradas em uma cidade grega na Ásia Menor chamada Magnesia, sendo que o termo “magneto” significa, basicamente “pedra de Magnesia” (magnetis lithos). Essa pedra especial consistia no mineral Magnetita, de fórmula Fe3O4, que é um óxido de ferro, com a propriedade de magnetizar pedaços de ferro em contato com ela.

Acredita-se que as pedras de magnetita são magnetizadas por fortes campos magnéticos gerados durante a ocorrência de raios.

De acordo com relatos, os chineses tinham conhecimento de fenômenos magnéticos e já utilizavam uma espécie de bússola no século XII a.C. Porém, não há referências concretas de seu uso em navegação, o que somente ocorreria 2400 anos mais tarde, na Europa.

Durante muitos séculos o fenômeno do magnetismo permaneceu um mistério. No século XIII, o estudioso francês Peter Peregrinus de Maricourt escreveu o primeiro tratado europeu que descreve as propriedades dos ímãs, chamado de Epistola de magnete (Epístola a Sygerius de Foucaucort), em 1269, o qual foi o primeiro relato científico sobre o tema, de acordo com a acepção moderna, que conhecemos.

Neste tratado, Peregrinus faz a distinção entre os pólos do ímã, observa que os pólos norte e sul se atraem, e que pólos iguais se repelem (leis da atração e repulsão magnéticas), além de perceber que, ao partir-se um ímã ao meio os pedaços resultantes resultam em novos ímãs, cada pedaço com os pólos norte e sul – que são inseparáveis. Ele também fala sobre a agulha imantada (bússola).

Porém, o verdadeiro fundador da ciência do magnetismo é considerado o médico e físico inglês William Gilbert de Colchester (1544 – 1603). Ele escreveu um dos principais trabalhos científicos da época, denominado “Magnete Magnetiasque Corporibus et de Magno Magnete Tellure Physiologia Nova“, que costumamos chamar, simplesmente, de “De Magnete“.

Nesta obra, Gilbert descreve diversos fenômenos, como a atração entre o ferro e a magnetita, observando que a atração se concentra nos extremos da pedra-ímã. Também discorre sobre formas de criar ímãs, e como é possível destruí-los por meio do calor. Além disso, deduziu que a Terra se comporta como se possuísse um ímã enterrado em seu interior, e que esta era a razão pela qual as bússolas apontam para o norte.

Bússola moderna, de bolso.

Bússola moderna, de bolso. Foto: Fábio dos Reis

Somente no século XIX estudos consistentes sobre o magnetismo foram levados a cabo. Em 1820 o físico Oersted, na Universidade de Copenhague, descobriu que um campo magnético podia ser gerado com o emprego de uma corrente elétrica atravessando um fio condutor, ao perceber a agulha de uma bússola se movimentar ao realizar experimentos com eletricidade próximo a ela. O cientista Sturgeon usou essa descoberta para construir o primeiro eletroímã em 1825. Muitos outros eminentes cientistas estudaram os fenômenos magnéticos, como Gauss, Maxwell e Faraday – este último, descobriu que um fluxo magnético que varia ao longo do tempo induz uma tensão elétrica em um fio colocado dentro do campo magnético, fenômeno que estudaremos em detalhes nos próximos artigos.

Porém, somente no século XX os materiais magnéticos começaram a ser compreendidos de fato, com as pesquisas de cientistas como Weiss, Curie e Néel, entre outros.

De onde vem o magnetismo?

O magnetismo é originado de duas formas distintas:

1 – Por conta do movimento circular dos elétrons. Os elétrons, dentro dos átomos, se movimentam em órbitas ao redor do núcleo, o que equivale (de forma análoga) a uma espira de fio (circular) por onde passa uma corrente elétrica. Esse movimento orbital dos elétrons origina um momento magnético orbital. Além disso, os elétrons “giram” ao redor de seu próprio eixo – o que chamamos de spin – criando um momento magnético de spin. O momento magnético resultante em um átomo é, portanto, a soma vetorial dos momentos magnéticos de spin e orbital.

Na maior parte das substâncias, esses “ímãs elementares” são desordenados, cada um orientado em uma direção específica, de modo que sua resultante é nula, e o magnetismo não se manifesta. Porém, em determinados materiais, como a magnetita, esses pequenos ímãs, que chamamos de domínios magnéticos, podem se orientar com facilidade. Quando muitos domínios magnéticos se orientam em uma mesma direção, sua resultante se manifesta na forma de um campo magnético.

2 – Por meio de uma corrente elétrica em um condutor, como em dispositivos eletrônicos do tipo bobinas e transformadores. O movimento de cargas elétricas em relação a outras cargas elétricas também pode provocar o fenômeno magnético. Estudaremos este caso quando falarmos sobre eletromagnetismo.

Aplicações do Magnetismo

Sem dúvida, os materiais magnéticos são indispensáveis para a tecnologia moderna. Eles são empregados na construção de um sem número de dispositivos e equipamentos eletrônicos e eletromecânicos – estima-se que uma casa comum tenha cerca de 50 dispositivos diferentes que empregam o magnetismo de alguma forma. Alguns exemplos de itens de uso corriqueiro cujo funcionamento é baseado de alguma forma no magnetismo são os seguintes:

  • Computadores
  • Relógios
  • Secadores de Cabelo
  • Fornos de Microondas
  • Alarmes
  • Carregadores de Celulares
  • Brinquedos

e muitos outros.

No próximo artigo veremos algumas definições técnicas sobre o magnetismo.

Referências

Gebreselasie, D. Electricity, Magnetism, Optics and Modern Physics 1ª Edição 2015 Ed. Bookboon

Crowell, B. Electricity and Magnetism 2ª Edição 2002 Ed. Light and Matter

Buschow, K.H.J.; De Boer, F.R. Physics of Magnetism and Magnetic Materials 1ª Edição 2004 Ed. Kluwer Academic Publishers

Gilbert, W. De Magnete. 1600

Próximo: Conceitos Básicos de Magnetismo

 

Sobre Fábio dos Reis (1348 Artigos)
Fábio dos Reis trabalha com tecnologias variadas há mais de 25 anos, tendo atuado nos campos de Eletrônica, Telecomunicações, Programação de Computadores e Redes de Dados. É um entusiasta de Unix, Linux e Open Source em geral, adora Eletrônica e Música, e estuda idiomas, além de ministrar cursos e palestras sobre diversas tecnologias em São Paulo e outras cidades do Brasil.
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