Propriedades Eletromagnéticas

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ Campus Praça XI Curso de Engenharia Elétrica ELETROMAGNETISMO - Principais propriedades eletromagnéticas Professor Paulo Ferreira Turma 1001 – Sala 1304 Aluno: Teo Pires Marques Matrícula: 200602116859 Rio de Janeiro Março 2010 ÍNDICE 1. Considerações Iniciais.....................................................................3 2. Atração Magnética..........................................................................4 3. Orientação Magnética.....................................................................5 4. Atração e Repulsão Magnética.......................................................6 4.1. Aplicações...................................................................................7 5. Dipolo Magnético.............................................................................8 5.1. Monopolo Magnético.................................................................9 6. Campo Magnético..........................................................................11 6.1. Campo Magnético de imãs permanentes...............................14 6.2. Campo Magnético gerado por correntes elétricas................15 7. Bibliografia....................................................................................20 “Não importa o que a vida fez de você, importa o que você fez com que a vida fez de você”. Jean-Paul Charles Aymard Sartre UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 2 Considerações Iniciais: Foi o filósofo grego Tales de Mileto (624-546) quem fez, provavelmente, por volta de 600 a.C., a primeira observação sobre um fenômeno elétrico ao atritar um bastão de âmbar (elektron, em grego) com um pedaço de lã, e notar que o mesmo atraía corpos leves em sua proximidade. Foi também de Tales a observação de que certas pedras encontradas na Tessália, uma província ao norte da Grécia antiga (mais tarde conhecida como Magnésia), apresentavam a propriedade de atrair pedaços de ferro. Essas pedras, que passaram a ser conhecidas como magnetita ou ímã natural, são hoje reconhecidas quimicamente como óxido de ferro ( ). Observe-se que, segundo o enciclopedista romano Plínio, O Velho (23-79), o nome Magnésia decorreu de uma descoberta feita por um pastor de ovelhas, o grego de nome Magnes. Este, em seu pastoreio pela Tessália, observou que a ponta de ferro de seu cajado era atraída por pedras que se encontravam ao longo do caminho que percorria ao conduzir suas ovelhas. Em 1269, o erudito francês Petrus Peregrinus de Maricourt (n.c.1240), em carta que escreveu a um amigo, relatando suas experiências com a agulha magnética. Entediado por estar tomando conta de um sítio de uma cidade italiana pelo exército de Luís IX (1214-1270), do qual era engenheiro, Peregrinus começou a realizar experiências com a agulha magnética. Nessas experiências, observou também que os pólos de mesmo sinal se repelem e de sinais contrários se atraem, e, mais ainda, que quando limalhas de ferro eram colocadas em um pedaço de papel sob o qual se encontrava um ímã, tais limalhas se orientavam em direções determinadas e em linhas que se dirigiam de um pólo a outro do ímã. Observe-se que, somente em 1838, as experiências de Peregrinus com limalhas de ferro foram retomadas pelo físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867). Assim, para explicar a figura formada pelas limalhas, Faraday passou a visualizar as forças magnéticas e elétricas como uma espécie de “tubos de borracha” que se estendiam a partir de fios condutores, ou de ímãs, ou de corpos eletrizados, “tubos” esses que receberam dele a denominação de linhas de força. O magnetismo origina-se na organização atômica dos materiais. Cada molécula de um material é um pequeno imã natural, denominado de imã molecular ou domínio. Quando, durante a formação de um material, as moléculas se orientam em sentidos diversos, os efeitos magnéticos dos imãs moleculares se anulam, resultando em um material sem magnetismo natural. Se, durante a formação do material, as moléculas assumem uma orientação única ou predominante, os efeitos magnéticos de cada imã molecular se somam, dando origem a um imã com propriedades magnéticas naturais. Na fabricação de imãs artificiais, as moléculas desordenadas de um material sofrem um processo de orientação a partir de forças externas. Este trabalho de pesquisa tem como objetivo descrever algumas propriedades magnéticas e suas características predominantes. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 3 1ª Propriedade: Atração magnética O magnetismo é produzido por ímãs naturais ou artificiais. Os ímãs têm diferentes pólos denominados norte e sul localizados em suas extremidades, as forças de atração magnética de um imã se manifestam com maior intensidade nessas extremidades e decresce para o centro do imã. Cada um dos pólos apresenta propriedades magnéticas específicas ( no norte acontece a geração das linhas de campo magnetico e no sul há o chamado “sumidouro” das linhas de campo) , na região central do imã, estabelece-se uma linha onde as forças de atração magnética do pólo sul e do pólo norte são iguais e se anulam. Essa linha é denominada de linha neutra, divisória entre os pólos do imã. Quando você unir um ímã a um pedaço de ferro, o ferro por sua vez adquire a capacidade de atrair outras peças de ferro o que é chamado indução magnética (fenômeno pelo qual um corpo se imanta quando é colocado perto de um ímã já existente) que depende exclusivamente da intensidade de imantação do ímã que produz o campo, e não depende do meio. Fotos: http://fisicawatchatcha.blogspot.com/2009/09/guindaste-com-eletroima.html UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 4 2ª Propriedade: Orientação magnética Os pólos magnéticos são dois pontos da superfície da Terra onde se encontram as suas linhas de forças magnéticas: Pólo norte magnético, Pólo sul magnético. A Terra age como um enorme imã devido a existência de uma massa de ferro no seu núcleo. Correntes elétricas no núcleo geram a maior parte do campo magnético, embora 10% sejam produzidos por correntes da ionosfera. Os pólos mudam de posição lentamente, mas permanecem a cerca de 1.600 km dos pólos geográficos que determinam o eixo de rotação da Terra. Ao contrário do que ocorre com os pólos geográficos, os dois polos magnéticos não são exatamente opostos. A linha imaginária que os une (eixo magnético), não passa pelo centro exato da terra, mas a cerca de 530 km do mesmo. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 5 Suspendendo-se um ímã em forma de barra, de modo que possa girar livremente em torno de seu centro, observa-se que ele sempre se orienta em uma mesma direção, a direção Norte-Sul da Terra. Esta propriedade dos ímãs é utilizada na construção de bússolas. Os pólos de um ímã recebem o nome de “pólo norte magnético” e “pólo sul magnético”. Pólo norte de um ímã é aquele que aponta para o norte geográfico da Terra quando o ímã pode girar livremente, pólo sul é aquele que aponta para o sul geográfico da Terra. Pólos magnéticos de mesmo nome se repelem e pólos de nomes diferentes se atraem. Devido a esta propriedade do magnetismo possuímos equipamentos de orientação (bússola) e com a relação entre magnetismo e eletricidade, podemos ter instrumentos como o galvanómetro que pode medir correntes elétricas de baixa intensidade, ou a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. 3ª Propriedade: Atração e repulsão magnética Sabemos que as forças de atração magnética de um imã se manifestam com maior intensidade nas suas extremidades. Por isso, as extremidades dos imãs são denominadas de pólos magnéticos. Se você tentar unir os pólos sul de dois ímãs estes irão se repelir, o mesmo ocorrerá ao se tentar unir os pólos norte, assim como o pólo sul com o pólo norte se atraem. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 6 Foto: http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/imas/atracao_repulsao/ A atração ou repulsão entre dois pólos magnéticos diminui com o aumento do quadrado da distância entre eles. Com base no experimento de Stern-Gerlach, que estabeleceu a natureza quântica dos dipolos magnéticos associados com átomos e elétrons. Matematicamente, a força em um magneto de momento magnético(¹) m é: onde o gradiente é a mudança da quantidade m·B por unidade de distância e a direção é aquela do aumento máximo de m·B. O produto vetorial m·B = |m||B|cos(θ), onde | | representa a magnitude do vetor e θ é o ângulo entre eles. A força entre dois magnetos é bastante complicada e depende da orientação dos magnetos e da distância relativa entre eles. A força é particularmente sensível a rotações dos magnetos devido ao torque magnético. Na região central do imã, estabelece-se uma linha onde as forças de atração magnética do pólo sul e do pólo norte são iguais e se anulam. Essa linha é denominada de linha neutra é, portanto, a linha divisória entre os pólos do imã. Aplicações Essa propriedade aplicada poder ser útil por exemplo para criar uma máquina motriz onde a repulsão magnética, entre um corpo de material supercondutor e um corpo gerador de campo magnético, é utilizada de maneira coordenada, como uma forma de acionamento mecânico. Outro exemplo é o trem eletromagnético que é impulsionado por uma corrente eletromagnética alternada liberada por um sistema eletrônico. Com o trem flutuando sobre uma série de ímãs com pólos negativos e positivos, a corrente faz com que um pólo seja atraído pelo próximo enquanto sofre uma repulsa do anterior. Assim, o trem se move flutuando sobre os trilhos, chegando a uma velocidade de 450 km/h. Para pará-lo, basta que a corrente eletromagnética seja invertida. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 7 Foto: http://noticias.terra.com.br/mundo/interna/0,,OI1152544-EI294,00.html 4ª Propriedade: Inseparabilidade Magnética (dipolo magnético) Os pólos de um ímã são inseparáveis. Se cortarmos um ímã, os pólos norte e sul não ficam isolados. Na parte correspondente ao pólo norte aparece um novo pólo sul; e na parte correspondente ao pólo sul primitivo aparece um novo pólo norte (conforme a figura abaixo). Na natureza não existe um único pólo magnético norte ou sul isolado: eles sempre existem aos pares, formando um ímã. Mas, algumas vezes temos necessidade de estudar a influência de um único pólo magnético, norte ou sul. Nesse caso, supomos um ímã muito comprido, de tal modo que possamos desprezar a influência do pólo norte sobre o pólo sul, e reciprocamente. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 8 O Monopolo Magnético O fato de não se poder isolar um pólo ou carga magnética (monopolo magnético), isto é, não se poder dividir um imã magnético de dois pólos em um, norte ou sul sempre foi um desafio para a ciência e para os pesquisadores. Em 1931, o físico britânico Paul Dirac - defendeu a existência desses chamados monopolos - pólos magnéticos solteiros, independentes dos seus irmãos siameses. Segundo ele, os monopolos existiriam na extremidade de tubos que conduzem campos magnéticos. Esses tubos passaram a ser conhecidos como cordas de Dirac. Mas isso era apenas teoria, sem que ninguém tivesse conseguido detectar os monopolos. Pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie conseguiram, em cooperação com colegas de Dresden, St. Andrews, La Plata e Oxford, observar pela primeira vez monopolos magnéticos e a maneira pela qual eles emergem em um material real. Eles publicaram o resultado no jornal Science dentro do website Science Express em 3 de setembro de 2009. Os pesquisadores detectaram os monopolos magnéticos em um único cristal de titanato de disprósio, por meio de um experimento de espalhamento de nêutrons. O titanato de disprósio cristaliza-se em uma geometria absolutamente incomum, chamada estrutura piroclórica(³). Com o auxílio do espalhamento de nêutrons, os pesquisadores demonstraram que os momentos magnéticos no interior do material se reorganizam para formar o assim chamado "espaguete de spins". Esse nome vem do ordenamento dos próprios dipolos, de tal forma que cria-se uma rede de tubos (ou cordas) retorcidos, através dos quais o fluxo magnético é transportado a corda de Dirac. Os monopolos magnéticos podem ser visualizados através de sua interação com os nêutrons, eles próprios detentores de um momento magnético(¹). Dessa forma, os nêutrons se espalham de uma forma que revela os momentos das cordas de Dirac.Durante as medições do espalhamento de nêutrons, os pesquisadores aplicaram um campo magnético ao titanato de disprósio. Com este campo, eles conseguiram influenciar a simetria e a orientação das cordas, reduzindo a densidade das redes de cordas e fazendo com que os monopolos se dissociassem. Como resultado, sob temperaturas entre 0,6 e 2 Kelvin, as cordas ficaram visíveis, apresentando os monopolos magnéticos nas suas extremidades. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 9 Espaguete de spins das cordas de Dirac. [Imagem: HZB / D.J.P. Morris & A. Tennant] O experimento demonstra que os monopolos magnéticos são estados emergentes da matéria, isto é, eles surgem como uma propriedade resultante do arranjo dos dipolos e são completamente diferentes dos elementos constituintes do material. Esquema do experimento de espalhamento de nêutrons, que são disparados contra a amostra e, quando um campo magnético é aplicado às cordas de Dirac, alinham-se com os monopolos magnéticos na extremidade dessas cordas. [Imagem: HZB / D.J.P. Morris & A. Tennant] UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 10 5ª Propriedade: Campo Magnético Em 1819, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851), foi o primeiro cientista a notar a deflexão sofrida pela agulha de uma bússola quando colocada nas proximidades de um fio percorrido por corrente elétrica. Esta observação teve importância fundamental, pois sugeriu imediatamente que deve haver alguma ligação entre eletricidade e magnetismo. Foi observado também que as linhas de campo em torno de um fio longo percorrido por corrente, formam círculos concêntricos que obedecem a conveniente Regra da Mão Direita. As descobertas de Oersted influenciaram trabalhos de outros grandes cientistas que tiveram importantes contribuições no estudo das relações entre eletricidade e magnetismo. Entre os principais nomes podemos citar: Jean Baptiste Biot, Felix Savart, André-Marie Ampère, Joseph Henry, Michael Faraday, Heinrich Lenz, entre outros. Poucas semanas após a descoberta de Oersted, o brilhante físico francês André-Marie Ampère (1775-1836) mostrou experimentalmente que, quanto aos efeitos magnéticos externos, um ímã permanente pode ser substituído por um solenóide conveniente. (Uma bobina, ou solenóide, é constituída por um fio enrolado várias vezes, tomando uma forma cilíndrica. Cada uma das voltas do fio da bobina é uma espira.) Solenóide característico, mostrando as linhas de campo e o sentido de B dado pela Regra da Mão Direita. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 11 Ligando-se as extremidades da bobina a uma bateria, isto é, estabelecendo-se uma corrente em suas espiras, essa corrente cria um campo magnético em torno do solenóide. Se o comprimento do solenóide for da ordem ou maior que cerca de dez vezes o seu diâmetro, o campo magnético produzido em seu centro, quando percorrido por uma corrente, é bastante uniforme. Seu valor, ao longo do eixo central, depende da intensidade da corrente elétrica, do número de espiras e do comprimento do solenóide. Se o solenóide não é longo, então, a densidade de fluxo magnético em um ponto P no eixo no solenóide, pode ser calculada a partir da Lei de Ampère (um fio ao conduzir uma corrente elétrica, gera um campo magnético, de linhas de força perpendiculares a ele.), obtendo-se então: Onde n e o numero de espiras por unidade de comprimento (N/L), μ0 a permeabilidade magnética do vácuo. Campos magnéticos cercam materiais e correntes elétricas e são detectados pela força que exercem sobre outros materiais magnéticos e cargas elétricas em movimento. O campo magnético em qualquer lugar possui tanto uma direção quanto uma magnitude (ou força), por tanto é um campo vetorial. Um campo magnético variável gera um campo elétrico e um campo elétrico variável resulta em um campo magnético. À luz da relatividade especial (publicada pela primeira vez por Albert Einstein em 1905), os campos elétrico e magnético são dois aspectos inter-relacionados de um mesmo objeto, chamado de campo eletromagnético. Um campo elétrico puro em um sistema de referência é observado como uma combinação de um campo elétrico e um campo magnético em um sistema de referência em movimento em relação ao primeiro. A expressão campo magnético é usada para dois campos vetoriais diferentes, simbolizados por B e H. Existem muitos nomes alternativos para os dois (veja tabela abaixo). Para evitar confusão, usaremos campo B e campo H para estes campos, e usa campo magnético onde qualquer um dos dois campos se aplicar. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 12 O campo B pode ser definido de muitas formas equivalentes baseado nos seus efeitos sobre o ambiente. Por exemplo, uma partícula com carga elétrica, q, movendo-se em um campo B com uma velocidade v, experimenta uma força F, chamada de força de Lorentz (veja abaixo). Nas unidades do SI, a equação da força de Lorentz é: onde × é o produto vetorial. O campo B é medido em tesla no SI, e em gauss em unidades cgs. Tecnicamente, B é um pseudovetor (também chamado de vetor axial - esta é uma afirmação sobre como o campo magnético se comporta quando você reflete o mundo em um espelho, conhecido como paridade). Este fato fica aparente da definição acima de B. B é entendido como sendo a quantidade fundamental, enquanto H é um campo derivado. Este é definido como uma modificação de B devido a campos magnéticos produzidos pelo meio material, tal que (em unidades do SI): onde M é a magnetização do material e μ0 é a permeabilidade do vácuo (ou a constante magnética). O campo H é medido em amperes por metro (A/m) em unidades do SI, e em oersteds (Oe) em unidades cgs. Para muitos materiais, entretanto, não há uma relação simples entre B e M. Exemplo, materiais ferromagnéticos e supercondutores possuem magnetização que é uma função de múltiplos valores de B, devido à histerese (²). Linhas de força de um campo magnético de um ímã, demonstradas por limalha de ferro. A alta permeabilidade magnética das limalhas individuais fazem com que o campo magnético seja maior nas pontas delas. Isto faz com que as limalhas individuais atraiam umas às outras, formando grupos alongados que desenham linhas. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 13 O campo magnético e ímãs permanentes Ímãs permanentes são objetos que produzem seus próprios campos magnéticos persistentes. Todos os ímãs permanentes possuem os pólos sul e norte. Eles são feitos de materiais ferromagnéticos como ferro e níquel que foram magnetizados. A força do ímã é representada pelo seu momento magnético(¹) “m”, para magnetos simples, m aponta na direção de uma linha desenhada do pólo sul ao pólo norte do magneto. Tipos de ímãs permanentes e as linhas do campo magnético: reto e de "ferradura". Imagem de http://webfis.df.ibilce.unesp.br/cdf/roem/ele/mag/mag.html Ímã de neodímio (imã de Terras raras) Também chamado de ímã de neodímio-ferro-boro é um poderoso imã feito a partir de uma combinação de neodímio, ferro e boro — Nd2Fe14B. Esses imãs são muito poderosos em comparação a sua massa, mas também são mecanicamente frágeis e perdem seu magnetismo em temperaturas acima de 120°C. Para alcançar à mesma força do imã de neodímio usando imãs de cerâmica é necessário um volume 18 vezes maior do material comparado ao de neodímio. Os ímãs de Nd2Fe14B são usados em muitos tipos de motores elétricos e discos rígidos. Um pequeno imã pode possuir propriedades incríveis. Por exemplo, ao se aproximar de um material não magnético condutor de eletricidade, ele exibe uma UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 14 "frenagem" graças a correntes elétricas que são induzidas no condutor. Uma excelente demonstração desse efeito pode ser realizada ao se deixar cair um imã de Neomídio no interior de um cano de cobre. O imã irá cair através do cano mais devagar do que seria normal. Um imã médio interage forte o suficiente com o campo magnético terrestre para que ele se alinhe aos pólos, como uma bússola. Imãs cilíndricos e em formato de disco em especial reagem ainda melhor. Imãs de Neomidio são usados em quase todos os fones de ouvido produzidos atualmente. Quando eles quebram, pode ser de maneira tão rápida que pedaços podem voar e causar danos aos olhos. Imãs desse tipo devem ser mantidos longe de aplicações elétricas, cartões magnéticos e monitores, pois o dano nesses pode ser irreparável. Ímãs de Neodímio podem facilmente sustentar milhares de vezes seu próprio peso. Imagens extraídas de: http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dm%C3%A3_de_neod%C3%ADmio Campo magnético gerado por correntes de cargas elétricas Todas as cargas em movimento produzem campos magnéticos. Cargas pontuais em movimento produzem um campo magnético complicado, mas bem conhecido que depende da carga, velocidade, e aceleração da partícula. Ele forma caminhos fechados em torno de uma linha apontando na direção em que a carga está se movendo. A corrente (I) em um condutor linear produz um campo magnético (B) em torno do condutor. O campo tem orientação de acordo com a regra da mão direita. Condutores com corrente geram campos magnéticos que formam círculos concêntricos. A direção do campo magnético nestas linhas é determinada pela regra da mão direita. Quando se movem com a corrente, para a esquerda o campo magnético aponta para cima enquanto que à direita aponta para baixo. A intensidade do campo magnético diminui com a distância do condutor. Se o condutor receber a forma de um laço o campo magnético é concentrado dentro do laço e enfraquecido do lado de fora. A colocação de mais laços destes para formar um solenóide torna o efeito mais acentuado. Estes dispositivos, chamados de eletroímãs ou eletromagnetos, são importantes porque podem gerar UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 15 campos magnéticos fortes e bem controlados. Um eletromagneto infinitamente longo possui um campo magnético uniforme internamente e nenhum campo magnético do lado de fora. Um eletromagneto de tamanho finito produz um campo magnético que essencialmente é o mesmo de um magneto permanente da mesma forma e tamanho com uma intensidade (e polaridade) que é controlada pela corrente fornecida. O campo magnético gerado por uma corrente elétrica contínua I (um fluxo constante de cargas elétricas em que a carga não está se acumulando ou sofrendo depleção em nenhum ponto) é descrita pela Lei de Biot-Savart (descreve com precisão o campo magnético gerado nas mais diversas distribuições de corrente elétrica): Onde a soma integral em todo o laço de um condutor com dl sendo uma parte infinitesimal deste laço, μ0 é a constante magnética, r é a distância entre a posição de dl e a localização em que o campo magnético está sendo calculado, e é um vetor unitário na direção r. Uma forma um pouco mais geral de relacionar a corrente I com o campo B é através da lei de Ampère (lei que relaciona o campo magnético sobre um laço com a corrente elétrica que passa através do laço): Onde a integral é calculada sobre qualquer caminho fechado arbitrário e I é a corrente envolvida pelo caminho. A lei de Ampère é sempre válida para correntes contínuas e pode ser usada para calcular o campo B para certas situações altamente simétricas, como um condutor infinito ou solenóide infinito. O caso do fio retilíneo condutor infinito é de particular interesse, o campo magnético gerado por tal distribuição devia ser se deseja calcular o campo. onde R é a distância do fio ao ponto que De uma forma modificada que leva em conta os campos elétricos variáveis, a lei de Ampère é uma das quatro equações de Maxwell (grupo de quatro equações, assim chamadas em honra de James Clerk Maxwell, que descrevem o comportamento dos campos elétrico e magnético, bem como suas interações com a matéria.) que descrevem a eletricidade e o magnetismo. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 16 A regra da mão direita: apontando o polegar da mão direita na direção da corrente convencional ou movimento da carga positiva e os dedos na direção do campo B, a força sobre a corrente é apontada pela palma da mão. A força é inversa se a carga for negativa. A direção do vetor B é tangente as linhas de campo O grau de magnetização de um material em resposta a um campo magnético. A permeabilidade absoluta é representada pelo símbolo μ. Onde B é a densidade do fluxo magnético (também conhecida como indução magnética) no material e H é à força do campo magnético. Nas unidades SI, a densidade do fluxo magnético é medida em tesla, a força do campo magnético em amperes por metro e a permeabilidade em Henry por metro, ou Newton por ampere ao quadrado. A permeabilidade relativa, por vezes escrita com o símbolo μr e frequentemente apenas com μ, é a razão entre a permeabilidade absoluta e a permeabilidade do espaço livre (vácuo) μ0: UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 17 Notas (1) O momento magnético de um elemento pontual é um vetor que, em presença de um campo magnético inerentemente vetorial, relaciona-se com o torque de alineação de ambos vetores no ponto no qual se situa o elemento . O vetor de campo magnético a se utilizar é o B denominado como Indução Magnética ou densidade de Fluxo Magnético cuja magnitude é o Weber por metro quadrado), (2) A histerese, palavra que deriva do grego e que significa atraso, é um fenômeno característico das substâncias ferromagnéticas. Sabe-se que estas substâncias se imantam facilmente quando na presença de um campo magnético. Mas ao retirarmos a influência deste campo, a substância não é desmagnetizada completamente, tão menos de forma instantânea. a densidade de fluxo B não diminui tão rapidamente quanto o campo H. Dessa forma quando H chega a zero, ainda existe uma densidade de fluxo remanescente, Br. A esse acontecimento denominamos histerese magnética. Existem substâncias ferromagnéticas que possuem imantação residual como, por exemplo, o aço temperado. Este é utilizado para construir ímãs permanentes. No entanto, em outros materiais como os eletroímãs, por exemplo, há necessidade de que ele fique praticamente desmagnetizado quando o campo magnético cessar. Para que isso ocorra, ele é construído com um tipo de ferro especial chamado ferro doce. Este possui histerese muito baixa que chega a ser quase nula. (3) Pirocloro é também um termo mais genérico para a estrutura de cristal pirocloro (Fd-3m - 8 unidades de Fe3O4 por cela unitária). A estrutura cristalina mais geral descreve materiais do tipo A 2 B 2 O 6 e A 2 B 2 O 7, onde a espécie A e B são geralmente terras-raras ou espécies de metais de transição, por exemplo, Y 2 Ti 2 O 7. A estrutura pirocloro é uma superestrutura derivada da estrutura simples de fluorita (AO 2 = A O 4 8, onde os cátions A e B são ordenados de acordo com as <110> direction. A vaga ânion adicional reside nas intersticiais tetraédricas adjacentes. Estes sistemas são particularmente suscetíveis à frustração geométrica e novos efeitos magnéticos. A estrutura pirocloro mostra variadas propriedades físicas que variam de isoladores eletrônicos, La 2 Zr 2 O 7, condutores iônicos, Gd 1,9 Ca 0,1 Ti 2 O 6,9, condutividade metálica, Bi 2 Ru 2 O 7-y, condutividade iônica e eletrônica mista, spin sistemas de gelo Dy 2 Ti 2 O 7, spin sistemas de vidro Y 2 Mo 2 O 7 e materiais supercondutores Cd 2 Re 2 O 7. UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 18 Bibliografia: http://www.searadaciencia.ufc.br/folclore/folclore113.htm Dirac Strings and Magnetic Monopoles in Spin Ice Dy2Ti2O7 D.J.P. Morris, D.A. Tennant, S.A. Grigera, B. Klemke, C. Castelnovo, R. Moessner, C.Czter-nasty, M. Meissner, K.C. Rule, J.-U. Hoffmann, K. Kiefer, S. Gerischer, D. Slobinsky, R.S. Perry Física Conceptual, 2ªed, Paul G. Hewitt Física II, Maiztegui- Sabato Enciclopedia del Estudiante, La materia y la Energía Encarta 99 Enciclopedia Virtual, Microsoft, La Maquina de Hacer Tareas Enciclopedia Larousse, Química, Física, Matemática Wikipédia – Íman, Pólo Magnético, Campo Magnético, Pirocloro, momento magnético, histerese, Ímã de neodímio, Permeabilidade (física). http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/imas/polo_inseparaveis/ http://scienceblogs.com.br/chivononpo/2009/09/enfim_monopolos_magneticos.ph p Visualização das Linhas de Campo Provocadas por um Solenóide Finito - Danilo Tristao Santos, Carlos A. P. Leite – UNICAMP Eletromagnetismo - Física - Brasil Escola UNESA – Eletromagnetismo - Propriedades Magnéticas - Pesquisa por Teo Pires Marques 19