Magnetismo Terrestre

O globo terrestre age como um imã onde o pólo norte se encontra na Baía de Baffin. A superfície terrestre possui um campo magnético que pode ser dividido em dois componentes : o vertical e o horizontal, sendo que uma agulha magnética é atraída tanto para os pólos magnéticos da terra como para o interior do globo. A força de atração é equivalente a distância que o local se encontra do pólo, sendo que quanto mais perto o local esteja do pólo maior será a força de atração. As forças de atração exercidas pelos Pólos Sul e Norte no equador magnético são iguais, porém apresentam sentidos contrários. Neste caso, as forças se anulam havendo somente a componente horizontal e como resultado observaremos a agulha da bússola em posição horizontal. Já nos pólos a agulha ficará na posição vertical. O ângulo formado pela agulha com o plano horizontal nas regiões intermediárias recebe o nome de inclinação magnética. A inclinação magnética será tanto maior quanto se aproximar dos pólos.

Dá-se o nome de declinação magnética ao desvio apresentado pela agulha magnética em relação a linha Norte-Sul geográfica. Até hoje não se pode afirmar com certeza as causa e a fonte de magnetismo terrestre, porém é sugerido por algumas teorias que existe um campo elétrico formado pela defasagem entre a parte interna líquida e o manto inferior sólido. Esta defasagem é ocasionada pelo movimento de rotação da Terra, sendo que as correntes elétricas geradas deste processo determinariam os campos magnéticos terrestres.

Pode-se dizer que a variação do magnetismo está relacionada com a crosta terrestre, sendo que os minerais constituintes desta crosta que possuem alta quantidade de ferro bivalente terão um maior poder magnético. Deve-se destacar a grande importância do magnetismo remanescente, retidos nas rochas, para os estudos geológicos. Este tipo de estudo recebe o nome de Paleomagnetismo, e esta relacionado com a preferência de que alguns minerais assumem, durante a sedimentação de detritos de silicatos, de minerais que contenham ferro bivalentes ou durante a cristalização de uma rocha magmática, uma iso-orientação segundo a linha norte-sul da época em que a rocha se formou. Com a mudança da posição do campo magnético terrestre e possível reconhecer o magnetismo fossilizado na rocha antiga.

Porquê os imãs não atraem certos objetos de metal como as chaves?

Se você tiver um ímã em mãos ,tente fazer a seguinte experiência: procure diversos objetos metálicos e observe se todos eles são atraídos pelo ímã. Pode estar certo de que apenas aqueles que são constituído por ferro ou por uma liga que contenha ferro (como o aço) serão atraídos. Alumínio, chumbo, zinco, prata, bronze, latão e outros metais e ligas comuns do dia-a-dia não são atraídos. Porém, alguns outros metais como o níquel e o cobalto também apresentam propriedades magnéticas semelhantes à do ferro.

Campo Magnético Uniforme

De maneira análoga ao campo elétrico uniforme, é definido como o campo ou parte dele onde o vetor indução magnética é igual em todos os pontos, ou seja, tem mesmo módulo, direção e sentido. Assim sua representação por meio de linha de indução é feita por linhas paralelas e igualmente espaçadas.

A parte interna dos imãs em forma de U aproxima um campo magnético uniforme.

Campo Magnético

É a região próxima a um imã que influencia outros imãs ou materiais ferromagnéticos e paramagnéticos, como cobalto e ferro.

Compare campo magnético com campo gravitacional ou campo elétrico e verá que todos estes têm as características equivalentes.

Também é possível definir um vetor que descreva este campo, chamado vetor indução magnética e simbolizado por . Se pudermos colocar uma pequena bússola em um ponto sob ação do campo o vetor terá direção da reta em que a agulha se alinha e sentido para onde aponta o pólo norte magnético da agulha.

Se pudermos traçar todos os pontos onde há um vetor indução magnética associado veremos linhas que são chamadas linhas de indução do campo magnético. estas são orientados do pólo norte em direção ao sul, e em cada ponto o vetor tangencia estas linhas.

As linhas de indução existem também no interior do imã, portanto são linhas fechadas e sua orientação interna é do pólo sul ao pólo norte. Assim como as linhas de força, as linhas de indução não podem se cruzar e são mais densas onde o campo é mais intenso.

Propriedades dos Imãs

Pólos magnéticos

São as regiões onde se intensificam as ações magnéticas. Um imã é composto por dois pólos magnéticos, norte e sul, normalmente localizados em suas extremidades, exceto quando estas não existirem, como em um imã em forma de disco, por exemplo. Por esta razão são chamados dipolos magnéticos.

Para que sejam determinados estes pólos, se deve suspender o imã pelo centro de massa e ele se alinhará aproximadamente ao pólo norte e sul geográfico recebendo nomenclatura equivalente. Desta forma, o pólo norte magnético deve apontar para o pólo norte geográfico e o pólo sul magnético para o pólo sul geográfico.

Atração e repulsão

Ao manusear dois imãs percebemos claramente que existem duas formas de colocá-los para que estes sejam repelidos e duas formas para que sejam atraídos. Isto se deve ao fato de que pólos com mesmo nome se repelem, mas pólos com nomes diferentes se atraem, ou seja:

Esta propriedade nos leva a concluir que os pólos norte e sul geográficos não coincidem com os pólos norte e sul magnéticos. Na verdade eles se encontram em pontos praticamente opostos, como mostra a figura abaixo

A inclinação dos eixos magnéticos em relação aos eixos geográficos é de aproximadamente 191°, fazendo com os seus pólos sejam praticamente invertidos em relação aos pólos geográficos.

Interação entre pólos

Dois pólos se atraem ou se repelem, dependendo de suas características, à razão inversa do quadrado da distância entre eles. Ou seja, se uma força de interação F é estabelecida a uma distância d, ao dobrarmos esta distância a força observada será igual a uma quarta parte da anterior F/4. E assim sucessivamente.

Inseparabilidade dos pólos de um imã

Esta propriedade diz que é impossível separar os pólos magnéticos de um imã, já que toda vez que este for dividido serão obtidos novos pólos, então se diz que qualquer novo pedaço continuará sendo um dipolo magnético.

Imãs e magnetos

Um imã é definido com um objeto capaz de provocar um campo magnético à sua volta e pode ser natural ou artificial.

Um imã natural é feito de minerais com substâncias magnéticas, como por exemplo, a magnetita, e um imã artificial é feito de um material sem propriedades magnéticas, mas que pode adquirir permanente ou instantaneamente características de um imã natural.

Os imãs artificiais também são subdivididos em: permanentes, temporais ou eletroímãs.

• Um imã permanente é feito de material capaz de manter as propriedades magnéticas mesmo após cessar o processo de imantação, estes materiais são chamados ferromagnéticos.
• Um imã temporal tem propriedades magnéticas apenas enquanto se encontra sob ação de outro campo magnético, os materiais que possibilitam este tipo de processo são chamados paramagnéticos.
• Um eletroímã é um dispositivo composto de um condutor por onde circula corrente elétrica e um núcleo, normalmente de ferro. Suas características dependem da passagem de corrente pelo condutor; ao cessar a passagem de corrente cessa também a existência do campo magnético.