O que é um Íman?
O íman (português europeu) ou ímã (português brasileiro), chamado ainda de magneto, é um objecto que provoca um campo magnético à sua volta.
Os ímãs permanentes são feitos de material ferromagnético. Seu magnetismo é causado pelos spins dos elétrons dentro do material.
Um ímã é um dipolo, sempre tem dois pólos, “norte” e “sul”. Por definição, o pólo sul de um ímã é o que é atraído pelo pólo norte magnético da Terra.
Os dipolos não podem ser separados. Se você dividir um ímã ao meio, obterá dois ímãs menores, cada um com um pólo norte e um pólo sul.
Um eletroímã é um tipo de ímã que se baseia em um campo magnético criado por cargas elétricas em movimento. Ou seja, um pedaço de liga de ferro com uma bobina através da qual a eletricidade flui.
Tipos de ímãs
Os ímãs podem ser naturais ou artificiais, permanentes ou temporários.
A magnetita natural é um mineral magnético, como a magnetita, que é um óxido de ferro (Fe3O4).
O ímã NdFeB é um ímã forte feito de neodímio, ferro e boro (Nd2Fe14B). Esses ímãs são muito fortes em comparação com sua massa, mas também são mecanicamente frágeis e perdem seu magnetismo em temperaturas acima de 120°C.
Um ímã artificial é um corpo de material ferromagnético submetido a um forte campo magnético; ele adquire seu magnetismo por atrito com um ímã natural ou pela ação de uma corrente elétrica (eletromagnética).
Os ímãs permanentes são feitos de aço magnetizado (ferro com alto teor de carbono) para manter sua força magnética permanentemente. Alnico ou ferrites também são usados em alguns casos. No entanto, uma forte descarga, um grande choque ou a aplicação de muito calor podem fazer com que o ímã perca sua força magnética. Em altas temperaturas, os ímãs permanentes perdem temporariamente seu magnetismo e se recuperam após o resfriamento.
O ímã temporário é magnetizado temporariamente pela fonte de ondas eletromagnéticas. Quando a emissão dessas ondas cessa, o ímã do tempo não possui mais seu campo magnético. Esses ímãs são feitos de material paramagnético (geralmente ferro de baixo carbono). Assim, quando o campo magnético é removido, o movimento browniano quebra o alinhamento magnético do ímã do tempo.
Um eletroímã é uma bobina (ou loop) através da qual a corrente flui, criando um campo magnético. Um eletroímã é um ímã temporário porque seu campo magnético termina quando uma corrente elétrica passa por uma bobina.
Anel de ferrite ou cerâmica
Ímãs de ferrite.
Eles são feitos de um composto poroso de óxido de ferro em pó, bário e carbonato de estrôncio. Devido ao baixo custo dos materiais e métodos de fabricação, esse tipo de ímã é o mais barato do mercado e é amplamente utilizado em componentes eletrônicos, como motores de pequeno porte. São produzidos em massa em muitas formas diferentes; frágeis e devem ser manuseados com o mesmo cuidado que outros materiais cerâmicos.
O imã de alnico
Os ímãs AlNiCo são feitos por fundição ou sinterização de uma combinação de alumínio, níquel e cobalto com ferro e adição de pequenas quantidades de outros elementos para melhorar o desempenho do ímã. A sinterização possui excelentes propriedades mecânicas que proporcionam maior força de campo magnético e permitem o desenho de diversos formatos.
O pólo de ímã
Externamente, a atração magnética do ímã se manifesta com maior força em suas extremidades. Portanto, as duas extremidades de um ímã são chamadas de pólos.
Cada pólo tem um magnetismo específico. Eles são chamados de Pólo Sul e Pólo Norte.
Como a força magnética do ímã está mais concentrada nos pólos, pode-se concluir que a força dessas características diminui em direção ao centro do ímã.
Na área central do ímã, uma linha é estabelecida onde as forças magnéticas atrativas dos pólos sul e norte são iguais e se cancelam. Essa linha é chamada de linha neutra e, portanto, é a linha divisória entre os pólos magnéticos.
Os pólos são inseparáveis
Os ímãs têm uma peculiaridade: não importa em quantas peças você divida um ímã, essas peças sempre terão um pólo norte e um pólo sul. Essa propriedade é chamada de extremamente indivisível.
Interação entre ímãs
Quando os pólos de dois ímãs são reunidos, as forças magnéticas dos dois ímãs reagem entre si de uma maneira única. Se você colocar dois pólos magnéticos diferentes juntos (um norte e outro sul), uma força atrativa se desenvolve entre os dois ímãs.
Se você juntar dois pólos iguais (por exemplo, o norte de um está próximo ao norte do outro), haverá repulsão entre os dois. Isso se baseia em uma lei bem conhecida da física: forças diferentes se atraem e forças iguais se repelem.
Campo Magnético – Linhas de Força
A força magnética que atua no espaço ao redor do ímã é chamada de campo magnético. A atração ou repulsão entre dois ímãs, ou a atração de ímãs por materiais ferrosos, deve-se à presença desse campo magnético.
Como um dispositivo para estudar tal campo magnético, assume-se que existem linhas de campo magnético ao redor de um ímã. Essas linhas são invisíveis, mas podem ser visualizadas com a ajuda de recursos. Por exemplo, colocando um ímã sob um pedaço de vidro e espalhando limalha de ferro sobre o pedaço de vidro, as limalhas de ferro são orientadas de acordo com as linhas do campo magnético.
A forma característica das limalhas no vidro, chamada de espectro magnético, é mostrada na inserção lateral.
Essa experiência também mostra que a maior concentração de limalhas está na região do polo magnético. Isso se deve ao campo magnético mais forte nas regiões polares, onde as linhas do campo magnético estão concentradas.
O magnético
Para padronizar o estudo do magnetismo, as linhas de força do campo magnético vão do polo norte ao polo sul.
O campo magnético uniforme
Um campo magnético uniforme é um campo magnético no qual o vetor de indução magnética B tem a mesma magnitude, a mesma direção e a mesma direção em todos os pontos do meio, supondo que seja uniforme.
Fluxo magnético
O fluxo magnético é o número total de linhas em um ímã que compõem o campo magnético. É representado graficamente pela letra grega Φ (pronuncia-se “fi”).
O fluxo magnético é uma quantidade e, portanto, pode ser medido. No SI (International System of Measurement), sua unidade de medida é Weber (Wb). No sistema de medição CGS, sua unidade é Maxwell (Mx).
Para converter Weber em Maxwell, use a seguinte relação: 1 Mx = 10-³ Wb
Origem do magnetismo
O magnetismo se origina da organização atômica dos materiais. Cada molécula do material é um pequeno ímã natural, chamado de ímã molecular ou domínio. Durante a formação do material, quando as orientações moleculares são diferentes, os efeitos magnéticos dos ímãs moleculares se cancelam, resultando em um material sem magnetismo natural.
Se as moléculas assumem uma orientação única ou predominante durante a formação do material, os efeitos magnéticos de cada ímã molecular se somam, resultando em um ímã com magnetismo natural.
Na fabricação de ímãs artificiais, as moléculas desordenadas de um material passam por um processo de orientação sob a ação de uma força externa.
