O Campo Magnético

O Campo Magnético

Ímãs

No século VI A.C., numa região da Grécia chamada Magnésia, parecem ter sido feitas as primeiras observações de que um determinado tipo de pedra tinha a propriedade de atrair objetos de ferro. Tais pedras foram mais tarde chamadas de ímãs e o seu estudo foi chamado de magnetismo.

Fig. 1

Na Figura 1 temos um ímã em forma de barra atraindo pregos de aço. Hoje em dia são fabricados ímãs de várias formas mas as mais comuns são a forma de barra (Fig.1) e a de ferradura (Fig.2).

Fig. 2

Um fato importante observado é que os ímãs têm, em geral, dois pontos a partir dos quais parecem se originar as forças. Quando pegamos, por exemplo, um ímã em forma de barra (Fig.3) e o aproximamos de pequenos fragmentos de ferro, observamos que esses fragmentos são atraídos por dois pontos que estão próximos das extremidades. Tais pontos foram mais tarde chamados de polos (mais adiante veremos porque).

Fig. 3

Os polos não ficam exatamente nos extremos da barra mas próximos dos extremos, como ilustra a Fig. 4.

Fig. 4

Um outro fato observado é que um ímã em forma de barra, ao ser suspenso de modo que possa girar livremente (Fig.5) tende a se orientar aproximadamente na direção norte-sul. Por esse motivo, a extremidade que se volta para o norte foi chamada de polo norte e a extremidade que se volta para o sul foi chamada de polo sul.

Fig. 5

Foi essa propriedade que permitiu a construção das bússolas, que são de grande auxílio para a navegação (Fig.6). A bússola é constituída por um ímã em forma de agulha, que pode girar livremente em torno de um eixo que passa por seu centro.

Fig. 6 - Bússola

Quando dois ímãs são colocados próximos um do outro, observamos a existência de forças entre eles, com as seguintes características (Fig.7):

Fig. 7

1ª) dois polos norte se repelem (Fig.7a)

2ª) dois polos sul se repelem (Fig.7b)

3ª) entre um polo norte e um polo sul há atração (Fig.7c)

Em resumo, podemos dizer:

Polos de nomes diferentes se atraem e polos de mesmo nome se repelem.

Magnetismo da Terra

A partir dessas observações, percebemos que a terra se comporta como se no seu interior houvesse um enorme ímã em forma de barra (Fig.8). Porém, os polos desse grande ímã não coincidem com os polos geográficos, embora estejam próximos deles.

Fig. 8

Portanto:

- o polo norte da bússola é atraído pelo sul magnético, que está próximo do norte geográfico;
- o polo sul da bússola é atraído pelo norte magnético que está próximo do sul geográfico.

Inseparabilidade dos polos

Logo que se percebem a existência dos polos de um ímã, os pesquisadores tiveram a ideia de quebrar o ímã, para separar os dois polos. No entanto, não tiveram sucesso. No ponto onde houve a quebra, apareceram dois novos polos (Fig.b), de modo que os dois pedaços são dois ímãs. Por mais que se quebre o ímã, cada pedaço é um novo ímã (Fig.c). Portanto, não é possível separar o polo norte do polo sul.

Fig. 9

No caso de um ímã em forma de ferradura, os polos estão próximos dos extremos como ilustra a Fig. 10.

Fig. 10

O campo magnético

Para interpretar a ação dos ímãs, dizemos que eles criam em torno de si um campo denominado indução magnética ou, simplesmente, campo magnético. Esse campo é representado por    e tem sua direção determinada usando um pequeno ímã em forma de agulha (bússola). Colocamos essa bússola próxima do ímã. Quando a agulha fica em equilíbrio, sua direção é a do campo magnético (Fig.11). O sentido de é aquele para o qual aponta o norte da agulha.

Fig. 11

Mais tarde veremos como determinar o módulo de .

Para visualizar a ação do campo magnético, é usado o mesmo recurso que vimos no caso do campo elétrico: as linhas de campo. Essas linhas são desenhadas de modo que, em cada ponto (Fig.12), o campo magnético é tangente à linha.

O sentido da linha é o mesmo sentido do campo. Observe que a linha sai do polo norte e vai para o polo sul.

Fig. 12

Vale aqui uma propriedade semelhante à do caso do campo elétrico: o campo é mais intenso onde as linhas estão mais próximas. Assim, no caso da Fig.12, podemos dizer que o campo magnético no ponto X é mais intenso do que no ponto Y.

As linhas de campo do campo magnético são também chamadas de linhas de indução.

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Sumário

- Ímãs
i. Magnetismo da Terra
ii. Inseparabilidade dos polos
- O campo magnético
- Atração de um pedaço de ferro
- Campo magnético uniforme
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