Introdução ao Magnetismo

Introdução ao Magnetismo

Magnetismo – História; Tipos de Ímãs;Magnetismo – História; Tipos de Ímãs;Propriedade dos Ímãs; Natureza doMagnetismo; Substâncias Magnéticas;Processos de Magnetização; Processos deDesmagnetização.

Prof. Ary de Oliveira

Magnetismo – História

O termo magnetismo resultou do nomeMagnésia, região situada na Turquia,onde foram encontrados os primeirosfragmentos de magnetita (ímã natural)com propriedades de atrair objetosferrosos.


ferrosos.

A magnetita quando suspensa peloseus centro de massa orienta-seaproximadamente na direção Norte-Sul.A existência desta propriedade foi quepermitiu sua utilização na fabricação debússolas.

Bússolachinesa

Magnetita

Tipos de Ímãs

Os corpos dotados com características magnéticas sãochamados de ímãs.Os ímãs podem ser:

� Naturais: Construído com pedaços de magnetita;


� Artificiais: Construídos com ligas metálicas ou materiaiscerâmicos em uma mistura de óxidos de ferro e de bário.

Propriedades do Ímãs (Parte I)

A experiência comprova as seguintes propriedadesbásicas do magnetismo:

Propriedade 1: Corpos magnetizados ou ímãs atraemalguns materiais, como por exemplo: ferro e aço;


Propriedades do Ímãs (Parte II)

Propriedade 2: Os ímãs possuem regiões em que as suaspropriedades magnéticas são mais intensas: essas regiõessão denominadas polos do ímã;


Propriedades do Ímãs (Parte III)

Propriedade 3: Em ímãs que podem mover-se livremente,o polo Norte magnético do ímã aponta aproximadamentepara o polo Norte geográfico da Terra e o polo Sulmagnético do ímã aponta aproximadamente para o poloSul geográfico da Terra (a bússola é uma aplicação práticadessa propriedade);dessa propriedade);


EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 01

(PSAEAM – 2007) Observe a figura:

A agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador éA agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador éalinhada ao eixo norte-sul magnético da Terra. A seta (polo norte magnético)da agulha aponta para o polo magnético próximo do polo norte geográfico. Écorreto afirmar, então, que o polo:(A) norte da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(B) sul da agulha magnética aponta para o norte geográfico da Terra.(C) norte da agulha magnética aponta para o norte magnético da Terra.(D) sul da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(E) norte da agulha magnético aponta para o polo sul geográfico da Terra.



(PSAEAM – 2007) Observe a figura:

A agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador éA agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador éalinhada ao eixo norte-sul magnético da Terra. A seta (polo norte magnético)da agulha aponta para o polo magnético próximo do polo norte geográfico. Écorreto afirmar, então, que o polo:(A) norte da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(B) sul da agulha magnética aponta para o norte geográfico da Terra.(C) norte da agulha magnética aponta para o norte magnético da Terra.(D) sul da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(E) norte da agulha magnético aponta para o polo sul geográfico da Terra.



(PSAEAM – 2010) Um ímã suspenso pelo seu centro de gravidade se orientaaproximadamente na direção norte-sul geográfica. Esse fato permitiu aos chineses ainvenção da bússola, um instrumento construído por ímã leve em forma de losango,denominado agulha magnética, capaz de girar em torno de um eixo fixo em uma caixadotada de pontos cardeais. Com relação à bússola são feitas as seguintes afirmações:I – a orientação da agulha segue o campo magnético da Terra.II – a orientação da agulha sofre desvio quando próxima de um condutor percorrido poruma corrente elétrica.III – durante um navegação de longa distância é necessário corrigir a orientação dabússola pois os polos magnéticos e geográfico da Terra não são coincidentes.IV – o polo norte (encarnado) da bússola aponta sempre para o polo norte magnético daTerra.Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.(B) Apenas as afirmativas II e VI são verdadeiras.(C) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.(D) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras.(E) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras.



(PSAEAM – 2010) Um ímã suspenso pelo seu centro de gravidade se orientaaproximadamente na direção norte-sul geográfica. Esse fato permitiu aos chineses ainvenção da bússola, um instrumento construído por ímã leve em forma de losango,denominado agulha magnética, capaz de girar em torno de um eixo fixo em uma caixadotada de pontos cardeais. Com relação à bússola são feitas as seguintes afirmações:I – a orientação da agulha segue o campo magnético da Terra.II – a orientação da agulha sofre desvio quando próxima de um condutor percorrido poruma corrente elétrica.III – durante um navegação de longa distância é necessário corrigir a orientação dabússola pois os polos magnéticos e geográfico da Terra não são coincidentes.IV – o polo norte (encarnado) da bússola aponta sempre para o polo norte magnético daTerra.Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.(B) Apenas as afirmativas II e VI são verdadeiras.(C) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.(D) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras.(E) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras.


Propriedades do Ímãs (Parte IV)

Propriedade 4: Polos magnéticos de mesmo nome serepelem e de nomes diferentes se atraem;



(PSAEAM – 2005)“Uma mudança nos polos geraria uma intensa tempestade

eletromagnética capaz de destruir a camada de ozônio que protege a Terra.Assim, expostos a uma dose cavalar de radiação, teríamos que nos vestir dacabeça aos pés para evitar câncer de pele e riscos de mutação genética.Quanto a alguns pássaros e tartarugas-marinhas, ficariam desnorteados ecorreriam o risco de desaparecer. Além disso, todos os atlas e bússolasficariam obsoletos, desorientando aviões, navios e satélites.”ficariam obsoletos, desorientando aviões, navios e satélites.”(Superinteressante – Página 27 – Outubro/2004)Considerando-se a previsão de alguns cientistas de que esse fenômenoocorrerá por volta do ano 3200, pode-se afirmar que, nesse período, o polonorte magnético de uma bússola apontará na direção do:(A) polo sul magnético da Terra. (D) centro da Terra.(B) polo norte magnético da Terra. (E) Equador terrestre.(C) polo norte geográfico da Terra.



(PSAEAM – 2005)“Uma mudança nos polos geraria uma intensa tempestade

eletromagnética capaz de destruir a camada de ozônio que protege a Terra.Assim, expostos a uma dose cavalar de radiação, teríamos que nos vestir dacabeça aos pés para evitar câncer de pele e riscos de mutação genética.Quanto a alguns pássaros e tartarugas-marinhas, ficariam desnorteados ecorreriam o risco de desaparecer. Além disso, todos os atlas e bússolasficariam obsoletos, desorientando aviões, navios e satélites.”ficariam obsoletos, desorientando aviões, navios e satélites.”(Superinteressante – Página 27 – Outubro/2004)Considerando-se a previsão de alguns cientistas de que esse fenômenoocorrerá por volta do ano 3200, pode-se afirmar que, nesse período, o polonorte magnético de uma bússola apontará na direção do:(A) polo sul magnético da Terra. (D) centro da Terra.(B) polo norte magnético da Terra. (E) Equador terrestre.(C) polo norte geográfico da Terra.



(PSAEAM – 2009) Observe as figuras ao lado.Numa experiência de laboratório, dois ímãsforam suspensos pelo centro por um fio preso aum suporte.Num primeiro momento, os ímãs estão bemafastados.Observando o posicionamento dos ímãs numObservando o posicionamento dos ímãs numsegundo momento, quando esses estãopróximos um do outro, é correto afirmar que(A) A e C são polos iguais.(B) A e C são polos diferentes.(C) B e C são polos diferentes.(D) B e D são polos iguais.(E) A, B, C e D são polos iguais.



(PSAEAM – 2009) Observe as figuras ao lado.Numa experiência de laboratório, dois ímãsforam suspensos pelo centro por um fio preso aum suporte.Num primeiro momento, os ímãs estão bemafastados.Observando o posicionamento dos ímãs numObservando o posicionamento dos ímãs numsegundo momento, quando esses estãopróximos um do outro, é correto afirmar que(A) A e C são polos iguais.(B) A e C são polos diferentes.(C) B e C são polos diferentes.(D) B e D são polos iguais.(E) A, B, C e D são polos iguais.


Propriedades do Ímãs (Parte V)

Propriedade 5: Os polos magnéticos são inseparáveis,ou seja, não existe ímã com um único polo seja ele naturalou artificial. A partir dessa propriedade podemos verificarque cada seção de um ímã dá origem a dois e assim pordiante até o ímã elementar.



(PSAEAM – 2006) A figura abaixo mostra um ímãpermanente em forma de barra que foi dividido em quatropedaços.

Quanto à aproximação dos dois pedaços maiores, écorreto afirmar que(A) I atrai III (D) II repele III(B) II atrai III (E) IV atrai II(C) IV repele I



(PSAEAM – 2006) A figura abaixo mostra um ímãpermanente em forma de barra que foi dividido em quatropedaços.

Quanto à aproximação dos dois pedaços maiores, écorreto afirmar que(A) I atrai III (D) II repele III(B) II atrai III (E) IV atrai II(C) IV repele I



(PSAEAM – 2012) Observe a figura abaixo.

Um ímã foi seccionado duas vezes formando quatro novos ímãsidênticos. As letras “N” e “S” representam, respectivamente, os polosnorte e sul do ímã original.Com base nos dados apresentados, é correto afirmar que:(A) A, B e C são polos norte. (D) A, D e F são polos norte.(B) A, C e D são polos sul. (E) E, G e H são polos sul.(C) B, F e H são polos sul.



(PSAEAM – 2012) Observe a figura abaixo.

Um ímã foi seccionado duas vezes formando quatro novos ímãsidênticos. As letras “N” e “S” representam, respectivamente, os polosnorte e sul do ímã original.Com base nos dados apresentados, é correto afirmar que:(A) A, B e C são polos norte. (D) A, D e F são polos norte.(B) A, C e D são polos sul. (E) E, G e H são polos sul.(C) B, F e H são polos sul.



(PSAEAM – 2011) Desde tempos remotos, tem-se observado na natureza a existênciade certos corpos que, espontaneamente, atraem pedaços de ferro. Esses corpos foramdenominados ímãs naturais. Sobre os ímãs e suas aplicações foram feitas as afirmativasabaixo:I – todo ímã possui dois polos: norte e sul.II – dividindo-se um ímã ao meio, cada pedaço vira um novo ímã.III – a bússola magnética orienta-se pelo campo magnético da Terra.IV – os eletroímãs funcionam devido à passagem da corrente elétrica.IV – os eletroímãs funcionam devido à passagem da corrente elétrica.V – o poder da atração de um ímã é maior em suas extremidades.VI – o polo norte geográfico da Terra atrai o polo norte da bússola.Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I, II e V estão corretas.(B) Apenas as afirmativas II, III e VI estão corretas.(C) Apenas as afirmativas III, IV, V e VI estão corretas.(D) Apenas as afirmativas I, II, III, IV e V estão corretas.(E) As afirmativas I, II, III, IV, V e VI estão corretas.



(PSAEAM – 2011) Desde tempos remotos, tem-se observado na natureza a existênciade certos corpos que, espontaneamente, atraem pedaços de ferro. Esses corpos foramdenominados ímãs naturais. Sobre os ímãs e suas aplicações foram feitas as afirmativasabaixo:I – todo ímã possui dois polos: norte e sul.II – dividindo-se um ímã ao meio, cada pedaço vira um novo ímã.III – a bússola magnética orienta-se pelo campo magnético da Terra.IV – os eletroímãs funcionam devido à passagem da corrente elétrica.IV – os eletroímãs funcionam devido à passagem da corrente elétrica.V – o poder da atração de um ímã é maior em suas extremidades.VI – o polo norte geográfico da Terra atrai o polo norte da bússola.Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I, II e V estão corretas.(B) Apenas as afirmativas II, III e VI estão corretas.(C) Apenas as afirmativas III, IV, V e VI estão corretas.(D) Apenas as afirmativas I, II, III, IV e V estão corretas.(E) As afirmativas I, II, III, IV, V e VI estão corretas.


Natureza do Magnetismo (Parte I)

Como veremos em estudos posteriores, o magnetismosestá fortemente relacionado ao movimento da cargaelétrica (corrente elétrica) no interior de um corpo.Assim, podemos identificar o movimento dos elétronscomo o gerador de campo magnético.

Nesse sentido, um átomo pode ser considerado um ímãelementar.


Natureza do Magnetismo (Parte II)

Dizemos que um corpo apresenta propriedadesmagnéticas quando há uma predominância de ímãsorientados sobre os demais.

Desse modo, podemos distinguir três casos:Desse modo, podemos distinguir três casos:


Corpo fracamente magnetizado

Corpo fortemente magnetizado

Corpo desmagnetizado(ou não-magnetizado)

Substâncias Magnéticas

Dizemos que determinada amostra é uma substânciamagnética quando ela permite que seus ímãselementares sejam orientados. Como exemplo podemoscitar: ferro, níquel, aço, etc.

Amostras que não permitem que seus ímãs elementaressejam orientados são denominados de substânciasnão-magnéticas. Como exemplo podemos citar:alumínio, madeira, plástico, etc.


Processo de Magnetização (Parte I)

Existem basicamente quatro tipos de processos demagnetização (ou imantação):

� Por Atrito;� Por Contato;� Por Contato;� Por Indução Magnética;� Por Corrente Elétrica Contínua.


Processo de Magnetização (Parte II)

Processo de Magnetização por Atrito

Conseguimos magnetizar (ou imantar) uma amostra desubstância magnética quando atritamos várias vezes umdos polos de um ímã permanente sobre ela (o processode magnetização deve ocorrer sempre no mesmode magnetização deve ocorrer sempre no mesmosentido). Como ilustra a figura abaixo:


Processo de Magnetização (Parte II)

Processo de Magnetização por Contato

Na magnetização (ou imantação) de uma amostra desubstância magnética por contato devemos unir asubstância magnética ao ímã. Como ilustra a figuraabaixo:abaixo:


Processo de Magnetização (Parte III)

Processo de Magnetização por Indução Magnética

Na magnetização (ou imantação) de uma amostra desubstância magnética por indução magnética devemoscolocá-la nas proximidades de um ímã. Como ilustra afigura abaixo:figura abaixo:


Processo de Magnetização (Parte IV)

Processo de Magnetização por Corrente Elétrica Contínua

Na magnetização (ou imantação) de uma amostra desubstância magnética por corrente elétrica contínuadevemos enrolar um fio condutor elétrico sobre aamostra, esse fio será percorrido por uma correnteelétrica contínua que transformará a amostra em umelétrica contínua que transformará a amostra em umeletroímã. Como ilustra a figura abaixo:



(PSAEAM – 2008) Em relação ao magnetismo, oseletroímãs, por serem artificiais:(A) podem ser construídos com um único polo.(B) possuem campo magnético, mas não possuem linhasde força.(C) possuem linhas de força, mas não possuem campomagnético.(D) podem variar o poder de atração dos seus polos.(E) apresentam, no formato de “U”, o mesmo poder deatração ao longo de toda a sua extensão.



(PSAEAM – 2008) Em relação ao magnetismo, oseletroímãs, por serem artificiais:(A) podem ser construídos com um único polo.(B) possuem campo magnético, mas não possuem linhasde força.(C) possuem linhas de força, mas não possuem campomagnético.(D) podem variar o poder de atração dos seus polos.(E) apresentam, no formato de “U”, o mesmo poder deatração ao longo de toda a sua extensão.


Processo de Desmagnetização (Parte I)

Mesmo um ímã permanente pode perder suaspropriedades magnéticas.Existem três maneiras de se desmagnetizar um ímã.São elas:

� Aplicação de um Campo Magnético alternado;� Aquecimento;� Choque Mecânico.


Processo de Desmagnetização (Parte II)

Processo de Desmagnetização por Aplicação de um Campo Magnético alternado

Na desmagnetização de um ímã por aplicação de umcampo magnética alternado devemos colocar a amostrano interior de um solenoide percorrido por uma correnteno interior de um solenoide percorrido por uma correntecujo sentido é invertido várias vezes, diminuindo-se asua intensidade a cada inversão.


Processo de Desmagnetização (Parte III)

Processo de Desmagnetização por Aquecimento

Na desmagnetização de um ímã por aquecimento aamostra deve ter sua temperatura elevada até superar oponto Curie e depois resfriá-la novamente.


Processo de Desmagnetização (Parte IV)

Processo de Desmagnetização por Choque Mecânico

Na desmagnetização de um ímã por choque mecânico amagnetização dessa amostra não deverá ser muitointensa, nesse caso pode-se desmagnetizá-la através demarteladas.marteladas.



(PSAEAM – 2004) Considere que um ímã é submetido àsseguintes situações:I – É aquecido;II – Recebe fortes marteladas.Quanto às suas propriedades magnéticas, pode-se afirmarque, nas situações I e II, elas, respectivamente:(A) não se alteram(B) aumentam em ambas(C) diminuem em ambas(D) aumenta em I e diminuem em II(E) diminuem em I e aumentam em II



(PSAEAM – 2004) Considere que um ímã é submetido àsseguintes situações:I – É aquecido;II – Recebe fortes marteladas.Quanto às suas propriedades magnéticas, pode-se afirmarque, nas situações I e II, elas, respectivamente:(A) não se alteram(B) aumentam em ambas(C) diminuem em ambas(D) aumenta em I e diminuem em II(E) diminuem em I e aumentam em II


Fim!Fim!


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