Campo magnético - domínios e desmagnetização

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Todo material magnético está associado a um campo magnético, a região localizada ao redor desse material. Nesse campo, qualquer outro material que seja suscetível a efeitos magnéticos sofrerá a influência de uma força: a força magnética.

Desde que o físico francês André-Marie Ampère (1775-1836) divulgou suas ideias, a explicação mais aceita para a existência de materiais magnéticos – ímãs permanentes ou temporários – é que nesses materiais existem correntes internas associadas ao campo magnético.

Hoje, com o modelo atômico, sabemos que esses materiais são constituídos de átomos e, consequentemente, possuem elétrons que, além de apresentarem movimento ao redor do núcleo atômico (onde se encontram prótons e nêutrons), também apresentam movimento em torno do seu próprio eixo.

Correntes elétricas

Elétrons em movimento – ou pequenas quantidades de elétrons com movimentos na mesma direção e no mesmo sentido – formam correntes elétricas internas, cada uma delas associada a um campo magnético, como foi comprovado no experimento de Öersted. Na verdade, podemos considerar essas correntes elétricas como pequenos ímãs, presentes nos átomos e em alguns materiais. 

Todos os materiais são formados por vários pedaços de matéria – e, em alguns materiais, os pedaços de matéria apresentam uma corrente interna com orientações distintas, sendo que, no geral, o efeito de um pedaço anula o do outro. Quando quase todos esses pequenos ímãs internos – em um pedaço de ferro ou de níquel, por exemplo – são alinhados paralelamente, apresentando a mesma direção e sentido, temos um ímã.

Domínios magnéticos

Isso pode ocorrer porque, nesses casos, temos mais movimento em uma determinada direção do que em outra, fazendo com que os demais pedaços também adquiram o mesmo tipo de orientação magnética. Esses pedaços da matéria com a mesma orientação magnética são chamados domínios magnéticos e constituem um ímã.

Sabemos que, apesar de todos os materiais terem elétrons, nem todos são ímãs – e alguns não são atraídos nem pelos ímãs mais potentes. Ocorre que alguns materiais – como, por exemplo, o ferro e o níquel – apresentam uma direção predominante para o movimento de suas correntes internas; e o campo magnético associado aos pequenos ímãs relacionados a essa direção predominante é suficiente para alinhar os demais domínios.

Materiais ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos

Em alguns casos, basta a pequena ajuda de um campo externo para que o alinhamento ocorra, e assim temos a matéria-prima para os ímãs permanentes ou naturais. Esses materiais são denominados ferromagnéticos e são amplamente empregados no uso de ímãs permanentes, gravações magnéticas e transformadores.

Outros materiais – como o alumínio, o cromo e o estanho – necessitam de um campo magnético intenso para terem seus domínios alinhados. Para tanto, é necessário um campo magnético externo, o que faz esses materiais serem denominados de paramagnéticos. Observe-se que, nesses casos, a intensidade da interação é muito pequena.

No caso da prata, do ouro, do chumbo e da água, eles são denominados diamagnéticos. Eles interagem com campos magnéticos, mas com uma fraca repulsão (ou seja, seus domínios magnéticos se orientam em sentido contrário ao do campo externo), e não conseguimos que seus domínios magnéticos sejam orientados na mesma direção e no mesmo sentido do campo externo.

É importante destacar que o alinhamento nunca é total – e que falamos aqui em termos de médias.

Desmagnetização

Um material imantado pode ser desmagnetizado desde que seus domínios fiquem desalinhados. No caso de materiais paramagnéticos, isso pode ser obtido diminuindo a ação do campo magnético externo. No caso dos materiais ferromagnéticos, isso pode ser obtido por meio de aquecimento do material, fazendo com que seus átomos e seus domínios magnéticos fiquem fora de alinhamento. A temperatura mínima em que ocorre a desmagnetização de um material é denominada de temperatura Curie, e, para o ferro, ela é de 770^o C.

A desmagnetização também pode ser obtida pela ação de um campo externo em oposição ao magnetismo original do material – ou com pequenas pancadas em um material magnetizado.