Eletromagnetismo - Ímãs e indução eletromagnética

Conta uma lenda que a palavra magnetismo deriva do nome de um pastor da Grécia antiga, chamado Magnes, que teria descoberto que um determinado tipo de pedra atraía a ponta metálica de seu cajado. Em homenagem a Magnes, a pedra foi chamada de magnetita, de onde derivam as palavras magnético e magnetismo.

Uma outra versão atribui o nome do mineral ao fato de ele ser abundante na região asiática da Magnésia. Seja qual for a versão verdadeira da origem da palavra, a magnetita é um imã natural - um minério com propriedades magnéticas.

Sejam naturais ou artificiais, os ímãs são materiais capazes de se atraírem ou repelirem entre, si bem como de atrair ferro e outros metais magnéticos, como o níquel e o cobalto.

Polaridade

Os imãs possuem dois pólos magnéticos, chamados de pólo norte e pólo sul, em torno dos quais existe um campo magnético. Seguindo a regra da atração entre opostos, comum na física, o pólo norte e o sul de dois imãs se atraem mutuamente. Por outro lado, se aproximarmos os pólos iguais de dois imãs o efeito será a repulsão.

O campo magnético é um conjunto de linhas de força orientadas que partem do pólo norte para o pólo sul dos imãs, promovendo sua capacidade de atração e repulsão, mecanismo que fica explicado na figura que segue:

Um fato interessante sobre os pólos de um imã é que impossível separá-los. Se cortarmos um imã ao meio, exatamente sobre a linha neutra que divide os dois pólos, cada uma das metades formará um novo imã completo, com seu próprio pólo norte e sul.

Perfis magnéticos

Um modo de visualizarmos as linhas de força do campo magnético é pulverizando limalha de ferro em torno de um imã. Abaixo, a figura ilustra esse efeito pelo qual as partículas metálicas atraídas desenham o perfil do campo magnético.

Como os planetas também possuem pólos magnéticos norte e sul, a Terra se comporta como um imenso imã, razão pela qual, numa bússola, o pólo sul da agulha imantada aponta sempre para o pólo norte da Terra.

Entretanto, se as propriedades dos imãs já eram conhecidas desde a antiguidade, demorou um bom tempo até que as correlações entre os fenômenos elétricos e magnéticos fossem estabelecidos. O cientista inglês Michael Faraday (1791-1867) foi um dos pioneiros do estudo desta correlação.

Indução eletromagnética

Faraday descobriu que uma corrente elétrica era gerada ao posicionar um imã no interior de uma bobina de fio condutor. Deduziu que se movesse a bobina em relação ao imã obteria uma corrente elétrica contínua, efeito que após comprovado recebeu o nome de indução eletromagnética.

A indução eletromagnética é o princípio básico de funcionamento dos geradores e motores elétricos, sendo estes dois equipamentos iguais na sua concepção e diferentes apenas na sua utilização.

No gerador elétrico, a movimentação de uma bobina em relação a um imã produz uma corrente elétrica, enquanto no motor elétrico uma corrente elétrica produz a movimentação de uma bobina em relação ao imã.

A seguir, a ilustração representa o efeito de indução eletromagnética, como pesquisado por Faraday:

O princípio da indução eletromagnética é também a base de funcionamento dos eletroímãs, equipamentos que geram campos magnéticos apenas, enquanto uma corrente elétrica produz o efeito de indução. Uma vez desligados perdem suas propriedades, ao contrário dos imãs permanentes.

Hoje, as leis do eletromagnetismo fundamentam boa parte da nossa tecnologia mecânica e eletroeletrônica. Os campos magnéticos e suas interações elétricas fazem funcionar desde um secador de cabelos até os complexos sistemas de telecomunicações, desde os poderosos geradores elétricos das usinas nucleares até os minúsculos componentes utilizados nos circuitos eletrônicos. Magnes, o lendário pastor grego, ficaria muito impressionado com o que se descobriu fazer possível com os poderes da pedra que encontrou por acaso.