Magnetismo: Conceitos
O que atrai tanto num ímã
Há milhares de anos, na região de Magnésia, os gregos antigos descobriram um mineral natural que tinha a curiosa característica de atrair pedaços de ferro e que interagiam entre si: um bloco desse material atraía outro bloco. Hoje, esse mineral é conhecido como magnetita. E sabemos que não atrai apenas o ferro, mas também o níquel, o cobalto e diversas ligas metálicas. A magnetita é um ímã natural e está presente, ainda que em pequena quantidade, em quase todas as amostras de ferro. Ímãs são rochas que têm a capacidade de atrair pedaços de ferro e de interagir entre si. Mais tarde, descobriu-se que é possível fazer com que corpos adquiram propriedades magnéticas semelhantes às dos ímãs. A esses corpos imantados artificialmente damos o nome de ímãs artificiais.
Propriedades dos ímãs
Todo ímã tem dois polos, o norte (N) e o sul (S). Por definição, o polo norte de um ímã é a extremidade que aponta para o norte geográfico da Terra, quando esse ímã está livre para se movimentar (pendurado por um barbante, por exemplo). A extremidade oposta é o polo sul do ímã.
Essa propriedade das extremidades dos ímãs – de ter um dos polos sempre voltado para o Polo Norte da Terra – permitiu o desenvolvimento das bússolas, a primeira aplicação prática do magnetismo.
Os polos do ímã são regidos por leis de atração e de repulsão. Polos magnéticos iguais de dois ímãs se afastam devido a uma força de repulsão. Polos opostos se atraem, por causa de uma força de atração.
Uma das principais propriedades dos ímãs é a inseparabilidade dos polos. Sempre que um ímã é dividido em dois, separando o polo N do polo S, formam-se dois ímãs menores, cada um com os próprios polos norte e sul, como na figura abaixo. Em outras palavras, é impossível que exista um polo magnético isolado. Eles só existem aos pares.
Campo magnético
O campo magnético de um ímã é a região em que ocorrem interações magnéticas. O campo magnético é representado geometricamente pelas linhas de campo magnético. Quando espalhamos limalha de ferro ao redor de um ímã, os grãos da limalha se organizam segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã. Veja na foto ao lado como fica claro visualizar as linhas.
Por convenção, as linhas de campo magnético que ligam os polos são orientadas do polo norte para o polo sul – ou seja, “saem” do polo N e “entram” no polo S. Veja:
Cada um dos pontos do campo magnético é definido por um vetor campo magnético, ou vetor indução magnética ( B ), sempre tangente às linhas do campo.
A GEOGRAFIA E A FÍSICA
Os polos geográficos e os polos magnéticos da Terra são coisas diferentes. Os polos geográficos referem-se ao eixo de rotação do planeta. E as direções norte e sul são uma convenção dos geógrafos. Já os polos magnéticos são definidos pelo campo magnético da Terra – uma realidade física. Nesse campo, as linhas de força seguem no sentido inverso ao proposto pela geografia: o polo norte magnético do planeta é, na verdade, o polo sul geográfico, e vice-versa. Os eixos magnético (em vermelho, na imagem acima) e geográfico (em branco) também não coincidem. Um está ligeiramente inclinado em relação ao outro
Se colocarmos uma bússola sobre qualquer um desses pontos, a agulha sempre assumirá o sentido do vetor indução magnética ( B ) aquele ponto.
No S.I., a unidade de medida da intensidade do vetor campo magnético ou vetor indução magnética é o tesla (T).
Campo magnético da terra
A agulha das bússolas aponta sempre para o norte geográfico porque a Terra tem o próprio campo magnético. Esse campo magnético é composto de alguns campos magnéticos menores, de origens diferentes. Mas o campo principal é o originado por correntes elétricas formadas no núcleo externo da Terra (veja como uma corrente elétrica gera campo magnético na aula 2 deste capítulo).
A Terra funciona, então, como um gigantesco ímã, cujas linhas de campo magnético vão do polo norte para o polo sul magnético. É interessante ressaltar que os polos magnéticos da Terra não são estáticos. A polaridade magnética terrestre é invertida de tempos em tempos.
