O documento discute o magnetismo dos materiais, abordando tópicos como a evolução histórica dos materiais magnéticos, suas propriedades magnéticas e aplicações. É explicado que diferentes materiais podem se comportar como diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos, ferrimagnéticos ou antiferromagnéticos quando submetidos a um campo magnético, e exemplos dessas aplicações incluem gravação magnética, levitacao magnética e motores/geradores elétricos.
Magnetismo dos Materiais: Propriedades e Aplicações
1. Magnetismo dos
Materiais
UECE / FECLESC
Eletromagnetismo Básico II
Prof. Celio Muniz
Alunos:
Francisco de Paulo Rodrigues Freitas
Antonio Valdecio Lopes Ferreira
2. TÓPICOS
# MAGNETISMO DOS MATERIAIS.
TÓPICO 1 – EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS MATERIAIS
MAGNÉTICOS;
TÓPICO 2 – PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DOS MATERIAIS;
TÓPICO 3 – APLICAÇÕES DO MAGNETISMO EM MATERIAIS.
4. BREVE HISTÓRICA DO MAGNETISMO
• Os materiais magnéticos comtribuiram bastante parar o desenvolvimento
de varios equipamentos eletrônicos;
• Há mais de 2500 anos, os gregos sabiam da existência de um certo tipo
de pedra (hoje chamada de magnetita ou ímã
permanente) que atraía pedaços de ferro;
• A palavra “ímã” vem do
francês aimant que
significa “amante”, em relação à sua
característica de atração.
5. BREVE HISTÓRIA DO MAGNETISMO
• Em 1260, o francês Petrus Peregrinus observou que, as extremidades de um
imã possuem um poder maior de atração pelo ferro: são os pólos magnéticos.
• A atração e a repulsão dos polos magnéticos foram estudadas quantitativamente
por John Michell, em 1750.
6. BREVE HISTÓRICA DO MAGNETISMO
• Na China, no século Ι a.C., observou-se que um
imã suspenso por um fio (ou flutuando sobre a água),
tende a orientar-se na direção norte-sul terrestre. Isto deu origem à Bússola.
• Em 1600, William Gilbert descobriu que a Terra
era um ímã natural com pólos magnéticos próximos
aos pólos norte e sul geográficos:
7. TIPOS DE ÍMÃS
•NATURAIS – Magnetita, composto por Óxido de Ferro (Fe3O4);
• ARTIFICIAIS – composto por metais e ligas cerâmicas, e podem
ser TEMPORÁRIOS (ferro doce, mais puro) ou PERMANENTES (ligas de
aço, Ferro e Carbono, contendo Níquel ou Cobalto).
8. ORIGEM DO MAGNETISMO NO MATERIAIS
• teoria de Weber
Todo material magnetico é composto por
pequenos ímãs chamados de ímãs
elementares.
• Hoje, sabemos que não existem esses ímãs
interiores, mas que existem elementos
equivalentes: as partículas constituintes do
átomo, dotadas de carga elétrica e em
movimento no interior do átomo,
comportam‐se como pequenos ímãs
9. PROCESSOS DE IMANTAÇÃO
• Por indução magnética
É o fenômeno pelo qual uma
barra de ferro se imanta quando
fica próxima de um ímã.
• Por atrito
Quando uma barra de ferro
neutra é atritada com um
ímã, ela se imanta.
• Por corrente elétrica
10. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS
DOS MATERIAIS
- Todo material, seja sólido, líquido ou gasoso apresenta
alguma propriedade magnética;
- Origem dos momentos magnéticos : movimento do orbital
do elétron ao redor de seu próprio núcleo e do momento
spin do elétron ao redor de seu próprio eixo.
- Momento Dipolo magnético: Comportamento dos átomos
como pequenos ímãs;
- Suscetibilidade magnética: Mede a resposta dos elétrons ao
campo magnético.
11. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS
DOS MATERIAIS
- O comportamento magnético dos diferentes materiais, quando submetidos a
um campo magnético externo, varia de material para material. Podendo ser:
diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos, ferrimagnéticos e
antiferromagnéticos.
12. DIAMAGNÉTICOS
• Quando um material diamagnético é colocado na presença de um campo
magnético externo, estabelece-se em seu interior outro campo magnético em
sentido oposto ao qual ele foi submetido e que desaparece quando o campo
externo é removido.
• Esses materiais são caracterizados por não
serem atraídos pelos ímãs.
13. PARAMAGNÉTICOS
• São aqueles que têm seus momentos angulares alinhados ao serem colocados
nas proximidades de um campo magnético
• Esse alinhamento ocorre paralelamente ao
campo magnético externo e faz com que
o material se comporte da mesma forma
que o ímã normal.
• Entretanto, quando o campo externo é retirado, o
material perde suas propriedades magnéticas
14. FERROMAGNÉTICOS
• São os materiais que possuem memória magnética, isto é, quando são submetidos a
um campo magnético externo, eles têm seus momentos angulares alinhados e
passam a comportar-se da mesma forma que o ímã.
• Além disso, essas características
permanecem mesmo após o ímã ser
removido
15. FERRIMAGNÉTICOS
• São semelhantes aos ferromagnéticos. Possuem alinhamento em anti-paralelo,
porém a magnetização resultante não é nula.
• Exemplo Óxidos magnéticos
como a Ferrite
16. ANTIFERROMAGNÉTICO
• é o ordenamento magnético de todos os momentos magnéticos de uma amostra,
na mesma direção mas em sentido inverso (por pares, por exemplo, ou uma subre
de frente a outra).
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19. APLICAÇÕES DO MAGNETISMO
EM MATERIAIS
As propriedades magnéticas são
muito importantes para diversas
aplicações que nos cercam.
- Geradores;
- Motores;
- Transformadores;
- Componentes eletrônicos.
20. GRAVAÇÃO MAGNÉTICA
• A gravação magnética é a espinha dorsal da tecnologia da era
eletrônica. É um modo básico de armazenamento permanente de
informação.
21. LEVITAÇÃO MAGNÉTICA
• é o processo com o qual se consegue suspender um objeto numa posição estável,
mediante o uso de forças magnéticas exercidas sem contato com o objeto.
• Não há emissão de poluentes
em toda a sua trajetória