Em 1865, o físico escocês James Clerk Maxwell sintetiou, em linguagem matemática, os resultados das experiências anteriores, propondo a teoria de campo electromagnético. Esta teoria não só unificou a electricidade e o magnetismo como conduziu à descoberta de uma relação entre campo electromagnético e luz: Maxwll previu que o campo electromagnético se propagava sob a forma de ondas – as ondas electromagnéticas – à velocidade da luz, sugerindo mesmo que a luz era essa onda. A realidade das ondas electromagnéticas foi comprovada experimentalmente pelo físico alemão Heinrich Hertz, em 1887, quando descobriu as ondas de rádio.
Ímanes
Os ímanes são materiais que provocam alguns fenómenos macroscópicos, devido às suas propriedades magnéticas:
1. Atraem o Ferro com forças cujas intensidades superam amplamente as intensidades das correspondentes forças gravitacionais
2. Ao serem suspensos pelo centro de gravidade, tendem a orientar-se pelo campo magnético existente. Na ausência de outros campos magnéticos tende a orientar-se pelo campo magnético terrestre.
3. A atracção exercida por um íman é mais forte nos pólos, enquanto na região central as acções magnéticas são praticamente neutras.
4. Pólos do mesmo tipo repelem-se e pólos de tipo contrário atraem-se.
5. Ao contrário das cargas eléctricas, os pólos magnéticos não têm existência isolada, ou seja, são inseparáveis. Um íman tem um pólo norte e um pólo sul. Quando se parte um magnete, cada um dos dois pedaços fica com um pólo norte e um pólo sul.
6. As linhas de campo magnético, criadas, divergem do pólo norte e convergem no pólo sul, sendo linhas fechadas. Isto porque, num íman saem do pólo norte, percorrem a zona que o rodeia, entram pelo pólo sul, e continuam no interior do íman, voltando a sair pelo pólo norte.
1. Atraem o Ferro com forças cujas intensidades superam amplamente as intensidades das correspondentes forças gravitacionais
2. Ao serem suspensos pelo centro de gravidade, tendem a orientar-se pelo campo magnético existente. Na ausência de outros campos magnéticos tende a orientar-se pelo campo magnético terrestre.
3. A atracção exercida por um íman é mais forte nos pólos, enquanto na região central as acções magnéticas são praticamente neutras.
4. Pólos do mesmo tipo repelem-se e pólos de tipo contrário atraem-se.
5. Ao contrário das cargas eléctricas, os pólos magnéticos não têm existência isolada, ou seja, são inseparáveis. Um íman tem um pólo norte e um pólo sul. Quando se parte um magnete, cada um dos dois pedaços fica com um pólo norte e um pólo sul.
6. As linhas de campo magnético, criadas, divergem do pólo norte e convergem no pólo sul, sendo linhas fechadas. Isto porque, num íman saem do pólo norte, percorrem a zona que o rodeia, entram pelo pólo sul, e continuam no interior do íman, voltando a sair pelo pólo norte.
O campo magnético é o campo produzido por um íman ou por cargas eléctricas em movimento. O campo magnético de materiais ferro-magnéticos é causado pelo spin de partículas sub-atómicas, nomeadamente dos electrões e também é devido ao seu movimento em torno do núcleo atómico, portanto no fundo, o campo magnético é criado por cargas eléctricas em movimento.
Todos os electrões dos átomos têm spin (designado também por momento magnético), e por isso cada um origina um campo magnético. Contudo, os electrões são dispostos, na maior parte dos casos, de modo que tenham spin contrário dois a dois e por isso a soma vectorial do campo magnético criado é nula. É por isso que nem todos os materiais têm propriedades magnéticas.
Os electrões podem ser entendidos como ímanes elementares da matéria. Portanto, podemos entender que quando um corpo não apresenta carácter magnético, os seus ímanes elementares estão dispostos de tal forma que os seus efeitos se neutralizam, ou seja, os momentos magnéticos dos electrões estão desordenados.
Os electrões podem ser entendidos como ímanes elementares da matéria. Portanto, podemos entender que quando um corpo não apresenta carácter magnético, os seus ímanes elementares estão dispostos de tal forma que os seus efeitos se neutralizam, ou seja, os momentos magnéticos dos electrões estão desordenados.
Os ímanes têm os seus ímanes elementares orientados de tal forma que criam um campo magnético.
No caso do ferro e de materiais ferromagnéticos, basta que se aproxime um íman para que os seus ímanes elementares se ordenem, transformando o pedaço de ferro num íman artificial. Diz-se que o ferro foi magnetizado por influência magnética. Na maioria dos materiais ferromagnéticos, como o ferro, o cobalto e o níquel, os momentos magnéticos dos electrões apontam na mesma direcção, criando um campo magnético macroscópico.
No entanto um material ferromagnético apenas fica magnetizado por influência de um campo magnético, se tiver uma temperatura, acima do ponto de Curie. O ponto de Curie varia de material para material. Quando um corpo tem uma temperatura acima do seu ponto de Curie, os seus ímanes elementares orientam-se de tal modo a se ajustarem ao campo magnético existente, criando o próprio corpo um campo magnético. Depois se descer abaixo dessa temperatura, o material conserva as propriedades magnéticas do meio em que estava inserido. Se subir acima dessa temperatura, devido às propriedades magnéticas do meio o material perde as propriedades magnéticas.
Além da magnetização por influência, existe também a magnetização por fricção, em que se fricciona um corpo com outro sempre no mesmo sentido para que os seus ímanes elementares fiquem orientados.
Também se pode caracterizar a magnetização de um corpo em temporária ou permanente. É temporária quando deixa de existir após o afastamento do íman responsável pela sua magnetização, sendo exemplos deste tipo de materiais o ferro que contém o mínimo de impurezas (ferro-doce) e o aço não-temperado. A magnetização é permanente quando subsiste mesmo após o corpo se afastar de outras fontes magnéticas.
Aos pólos magnéticos podemos associar uma grandeza escalar denominada intensidade do pólo magnético ou massa magnética, cuja unidade é o weber (Wb). Para o pólo Norte a massa magnética é positiva e para o pólo sul a massa magnética é negativa.
Para um mesmo íman as massas magnéticas são iguais em valor absoluto.
Para um mesmo íman as massas magnéticas são iguais em valor absoluto.
Actualmente o conhecimento sobre fenómenos magnéticos e sobre magnetes permite o desenvolvimento de motores, transformadores, aparelhos de som e imagem, leitores magnéticos, microfones e altifalantes, computadores e tecnologias recorrentes como leitores MP3. A título de curiosidade, estima-se que em cada lar europeu exista, em média, cerca de uma centena de magnetes espalhados por vários aparelhos: microondas, televisões, frigoríficos, computadores, rádios, telefones e telemóveis, motores, leitores de CD, altifalantes e microfones, entre outros aparelhos domésticos.
Deste modo facilmente se percebe que estamos rodeados por aparelhos que emitem constantemente no nosso ambiente doméstico campos magnéticos (e consequentemente campos eléctricos, visto que campos magnéticos se devem a cargas eléctricas em movimento, e onde existem cargas eléctricas existem campos eléctricos). Assim podemos perceber a importância das medições de campos electromagnéticos que estamos a efectuar para termos uma melhor percepção de que no nosso quotidiano estamos constantemente rodeados de radiação, mas também de campos eléctricos e magnéticos estáticos, com os quais interagimos.
José Marques
