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Física

Campo magnético - domínios e desmagnetização

Materiais ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos

João Freitas da Silva*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação
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 idéias, 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, conseqüentemente, 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.

A figura a seguir mostra um pedaço de ferro não magnetizado, com os domínios desalinhados (a); e o mesmo pedaço de ferro magnetizado com seus domínios alinhados (b) devido à ação de campos magnéticos externos:


Reprodução


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 770o 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.

Bibliografia

BECHARA, Maria José; DUARTE José Luciano Miranda; ROBILOTTA, Manoel Roberto; VASCONCELOS, Suzana Salém - Apostila de Física 3 para o curso de Eletromagnetismo - Instituto de Física USP - São Paulo 2002.

CARRON, Wilson; GUIMARÃES Oliveira. - Física Volume Único - Editora Moderna - Coleção Base - 2ª edição - São Paulo - 2003.

GRUPO DE REELABORAÇÃO DO ENSINO de FÍSICA - Física 3: Eletromagnetismo/GREF. 3ª edição - Edusp/Editora da Universidade de São Paulo - São Paulo - 1998.

HAMBURGER, Ernst. W. - O que é física - Editora Brasiliense - Coleção Primeiros Passos - 3ª reimpressão da 6ª edição - São Paulo 2007.

PIETROCOLA, Maurício P. Projeto para melhoria do Ensino Público - Atualização dos Currículos de Física no Ensino Médio de Escolas Estaduais: A Transposição das Teorias Modernas e Contemporâneas para Sala de Aula - 2003 - Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo e FAPESP 2003 / 00146 -3.

UENO, Paulo T. - Física no cotidiano - leituras e atividades - Volume 3 - Editora Didacta.

Criando um ímã (em 30/03/08).

*João Freitas da Silva é professor de física e mestrando em ensino de física pela USP.

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