O que é ímã?

Afinal, o que é o ímã? O ímã é um material ferromagnético, que pode ser natural ou artificial, formado por um polo norte magnético e um polo sul magnético que não podem se separar, com linhas de força saindo do polo norte indo em direção ao polo sul.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre o ímã
• 2 - Propriedades do ímã
• 3 - Função do ímã
• 4 - Como funciona o ímã?
• 5 - Tipos de ímã
• 6 - Campo magnético terrestre
• 7 - Descoberta da indução eletromagnética

Resumo sobre o ímã

• O ímã é um corpo dotado de propriedades eletromagnéticas.
• Os ímas possuem algumas propriedades como: magnetismo ferromagnético, inseparabilidade dos polos magnéticos, atração por alguns corpos metálicos, repulsão e atração dos polos magnéticos e orientação com os polos geográficos terrestres.
• São usados em quase todos os dispositivos elétricos e eletrodomésticos.
• Os elétrons que formam o ímã geram o campo magnético ao seu redor.
• O campo magnético terrestre propicia que a Terra se comporte como um ímã, dispondo de um polo norte e um polo sul.
• A descoberta da indução eletromagnética foi possível graças aos ímãs.

Propriedades do ímã

O ímã é um material ferromagnético que apresenta um polo norte e um polo sul que não podem se separar. As principais propriedades do ímã são magnetismo ferromagnético, inseparabilidade dos polos magnéticos, atração por alguns corpos metálicos, repulsão e atração dos polos magnéticos e orientação com os polos geográficos terrestres. Compreenda melhor essas propriedades a seguir:

• Magnetismo ferromagnético: os ímãs são corpos ferromagnéticos, já que eles têm memória magnética. Isso quer dizer que quando os aproximamos de um campo magnético externo, os seus momentos angulares são ordenados, e mesmo depois de os afastarmos desse campo, eles se mantêm ordenados.

• Inseparabilidade dos polos magnéticos: um ímã possui regiões chamadas de polos magnéticos em que seus campos magnéticos estão mais concentrados. Esses polos são classificados em polo norte e polo sul magnético e jamais podem ser separados, mesmo se o fragmentarmos a nível microscópico, ele continuará tendo um polo sul e um polo norte, como demonstrado na imagem abaixo:

• Atração por alguns corpos metálicos: os ímãs possuem a capacidade de atrair ou ser atraído por alguns corpos metálicos, como ferro, cobalto, níquel e algumas ligas metálicas.
• Repulsão e atração dos polos magnéticos: ao aproximar o polo norte de um ímã de outro polo norte temos a repulsão desses polos (o mesmo ocorre entre dois polos sul), já se aproximarmos o polo norte de um ímã de um polo sul temos a atração desses polos, como demonstrado na imagem abaixo:

• Orientação com os polos geográficos terrestres: o polo norte de um ímã aponta para o polo norte geográfico terrestre, enquanto o polo sul de um ímã aponta para o polo sul geográfico.

Função do ímã

Os ímãs são corpos que possuem a capacidade de atrair ou ser atraídos por alguns corpos metálicos, como ferro, cobalto, níquel e algumas ligas metálicas. Em vista disso, eles são empregados em quase todos os dispositivos elétricos e eletrodomésticos, como computadores, notebooks, impressoras, geladeiras, televisão e muitos outros.

Como funciona o ímã?

Os ímãs são constituídos por átomos dotados de prótons, de elétrons e de nêutrons. Esses elétrons em seu interior possuem uma propriedade conhecida como spin, que possibilita que eles rotacionem em torno do seu próprio eixo. Quando eles rotacionam na mesma direção ocorre a produção do seu campo magnético, já que cargas elétricas geram campos magnéticos. É isso que faz com que alguns objetos sejam atraídos pelos ímãs.

Tipos de ímã

Existem dois tipos de ímãs: os ímãs naturais e o ímãs artificiais. Entenda a diferença entre eles a seguir:

• Ímãs naturais: são aqueles que existem na natureza, não sendo fabricados pelo homem, como é o caso da magnetita, uma rocha vulcânica formada por óxido de ferro.
• Ímãs artificiais: são aqueles fabricados pelo homem através do processo de imantação (em que um corpo sem características magnéticas se torna um ímã), eles podem ser fabricados com óxido de ferro, carbonato de estrôncio e bário.

Campo magnético terrestre

O campo magnético terrestre faz com que a Terra se comporte como um ímã. Com isso, a Terra possui um polo norte magnético e um polo sul magnético posicionados próximo ao polo sul geográfico e ao polo norte geográfico, respectivamente, conforme descrito na imagem.

De acordo com a teoria do geodínamo (teoria mais aceita), o campo magnético terrestre surge devido à combinação de três fatores:

• elevada temperatura do núcleo terrestre, que propicia a ionização e movimentação dos átomos de ferro e outros metais;
• correntes de convecção, que fazem com que os átomos de ferro mais quentes subam e os mais frios desçam;
• efeito coriolis, que é uma força fictícia que evita que o campo magnético se anule.

Descoberta da indução eletromagnética

O princípio da indução eletromagnética foi descoberto pelo físico e químico Michael Faraday (1791-1867). Em um de seus experimentos, ele observou que ao aproximar um ímã de um solenoide (bobina condutora) ocorria a produção de uma corrente elétrica, como demonstrado na imagem abaixo.

Esse princípio é empregado nas usinas hidrelétricas, usinas termoelétricas, usinas nucleares, usinas eolícas e muitas outras.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Eletromagnetismo (vol. 3). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Eletromagnetismo (vol. 3). Editora Blucher, 2015.