IMANTAÇÃO: EM QUE CONSISTE, MÉTODO E EXEMPLOS - FISICA - 2025

A magnetização ou magnetização é uma grandeza vetorial que também é conhecida como força do vetor de magnetização. É denotado como M e é definido como o momento magnético m por unidade de volume V. Matematicamente, é expresso da seguinte forma:

M = d m / dV

Unidades M no Sistema Internacional de Unidades SI são amperes / metro, as mesmas que as do campo magnético H. A notação em negrito é para indicar que se trata de vetores e não escalares.

Figura 1. Ímãs de ferrite em forma de anéis. Fonte: Wikimedia Commons.

Já o momento magnético de um material ou substância é a manifestação do movimento das cargas elétricas no interior do átomo, principalmente do elétron.

Em princípio, o elétron dentro do átomo pode ser imaginado como um minúsculo circuito fechado de corrente, enquanto descreve uma órbita circular em torno do núcleo. Na verdade, o elétron não se comporta dessa forma de acordo com o modelo da mecânica quântica do átomo, mas coincide com ele no que diz respeito ao efeito magnético.

Além disso, o elétron tem um efeito de spin, análogo a uma rotação sobre si mesmo. Este segundo movimento produz uma contribuição ainda mais importante para o magnetismo total do átomo.

Quando um material é colocado dentro de um campo magnético externo, os momentos magnéticos de ambas as contribuições se alinham e criam um campo magnético dentro do material.

Métodos de magnetização

Magnetizar um material significa dar-lhe propriedades magnéticas, seja temporária ou permanentemente. Mas o material deve responder apropriadamente ao magnetismo para que isso aconteça, e nem todos os materiais o fazem.

Dependendo de suas propriedades magnéticas e da resposta que têm a um campo magnético externo, como o de um ímã, os materiais são classificados em três grandes grupos:

-Diamagnético

-Paramagnético

-Ferromagnético

Todos os materiais são diamagnéticos, cuja resposta consiste em uma repulsão fraca quando colocados no meio de um campo magnético externo.

Por sua vez, o paramagnetismo é típico de algumas substâncias, que experimentam uma atração não muito intensa por um campo externo.

No entanto, os materiais ferromagnéticos são aqueles com a resposta magnética mais forte de todos. A magnetita é um óxido de ferro que é um ímã natural conhecido da Grécia antiga.

Figura 2. Magnetita ou ímã do Brasil. Fonte: Wikimedia Commons.

Os métodos de magnetização que serão descritos a seguir fazem uso de materiais com boa resposta magnética para atingir os efeitos desejados. Mas, no nível das nanopartículas, é até possível magnetizar ouro, um metal que geralmente não tem uma resposta magnética notável.

Como magnetizar um objeto ferromagnético?

A menos que o material seja um ímã natural, como um pedaço de magnetita, ele geralmente é desmagnetizado ou desmagnetizado. Isso leva a outra classificação de materiais magnéticos:

- Duros, que são ímãs permanentes.

- Suaves ou doces, que embora não sejam ímãs permanentes, apresentam uma boa resposta magnética.

- Semi - duro, possuindo propriedades intermediárias entre as anteriores.

A resposta magnética dos materiais ferromagnéticos se deve ao fato de os domínios magnéticos estarem dispostos dentro deles, regiões com vetores de magnetização dispostos aleatoriamente.

Isso resulta nos vetores de magnetização sendo cancelados e a magnetização líquida sendo zero. Por esta razão, para criar uma magnetização, os vetores de magnetização devem estar alinhados, de forma permanente ou pelo menos por um tempo. Desta forma, o material é magnetizado.

Existem várias maneiras de se conseguir isso, por exemplo, por magnetização por indução, contato, fricção, resfriamento e até mesmo batendo no objeto, conforme detalhado abaixo.

Exemplos

O método de magnetização selecionado depende do material e dos objetivos do procedimento.

Os ímãs artificiais podem ser criados para uma ampla variedade de funções. Hoje, os ímãs são magnetizados industrialmente, seguindo um processo muito cuidadoso.

Magnetização por indução

Por este método, o material a ser magnetizado é colocado no meio de um intenso campo magnético, como o de um poderoso eletroímã. Desta forma, os domínios e suas respectivas magnetizações são imediatamente alinhados com o campo externo. E o resultado é que o material é magnetizado.

Dependendo do material, ele pode reter a magnetização assim obtida de forma permanente, ou pode perdê-la assim que o campo externo desaparecer.

Magnetização por fricção

Este método requer esfregar uma extremidade do material a ser magnetizado com o pólo de um ímã. Deve ser feito no mesmo sentido, para que assim a área atritada adquira a polaridade oposta.

Isso cria um efeito magnético, de tal forma que na outra extremidade do material, um pólo magnético contrário é criado, resultando na magnetização da substância.

Magnetização de contato

Na magnetização por contato, o objeto a ser magnetizado deve entrar em contato direto com o ímã, para que adquira sua magnetização. O alinhamento dos domínios no objeto a ser magnetizado ocorre como efeito cascata, vindo da extremidade em contato com a outra extremidade rapidamente.

Um exemplo típico de magnetização de contato é anexar um clipe a um ímã permanente, e o ímã permanecerá magnetizado, atraindo outros clipes para formar uma corrente. Também funciona com moedas de níquel, pregos e pedaços de ferro.

Mas uma vez que o primeiro grampo, prego ou moeda é removido do ímã, a magnetização dos outros desaparece, a menos que seja um ímã verdadeiramente forte, capaz de produzir magnetização permanente.

Método elétrico para magnetizar

O material a ser magnetizado é envolto em um fio condutor por onde passa uma corrente elétrica. A corrente elétrica nada mais é do que uma carga móvel que produz um campo magnético. Este campo é responsável por magnetizar o material colocado em seu interior e o efeito é o de aumentar muito o campo resultante.

Os imãs assim criados podem ser ativados e desativados à vontade, simplesmente desconectando o circuito, além do fato de que a potência do imã pode ser modificada passando mais ou menos corrente. Eles são chamados de eletroímãs e com eles você pode mover facilmente objetos pesados ​​ou separar materiais magnéticos de não magnéticos.

Magnetização por golpe

Uma barra de ferro ou até mesmo um arquivo de metal pode ser magnetizado atingindo-o dentro de um campo magnético. Em algumas localidades, o campo magnético da Terra é forte o suficiente para atingir esse efeito. Uma barra de ferro que atinge o solo verticalmente pode ficar magnetizada porque o campo magnético da Terra tem um componente vertical.

A magnetização é verificada com uma bússola colocada no topo da barra. Para um arquivo, basta abrir e fechar as gavetas com determinação suficiente.

Um golpe também pode desmagnetizar um ímã, pois destrói a ordem dos domínios magnéticos dentro do material. O calor também tem o mesmo efeito.

Magnetização por resfriamento

Existem substâncias como as lavas basálticas no interior da Terra, que quando resfriadas na presença de um campo magnético, retêm a magnetização desse campo. O exame desses tipos de substâncias é uma evidência de que o campo magnético da Terra mudou sua orientação desde que a Terra foi criada.

Referências

1. Figueroa, D. (2005). Série: Física para Ciência e Engenharia. Volume 6. Eletromagnetismo. Editado por Douglas Figueroa (USB).
2. Hewitt, Paul. 2012. Ciência Física Conceitual. 5 ^th. Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Physics: A Look at the World. 6 ^ta Edição abreviada. Cengage Learning
4. Luna, M. Você sabia que o ouro pode ser um ímã? Recuperado de: elmundo.es.
5. Tillery, B. 2012. Physical Science. McGraw Hill.