Propriedades Magnéticas da Matéria

Propriedades Magnéticas da Matéria nos permite compreender os diferentes tipos de comportamentos dos materiais frente a um campo magnético ou até mesmo na criação do campo.

Até o momento, aprendemos que cargas elétricas em movimento geram campo magnético. É com base nesse princípio que compreendemos e aprendemos a regra da mão direita aplicada à corrente elétrica que passa por um fio.

Mas… Por que os ímãs têm campo magnético se não têm corrente passando por eles?

A resposta para essa questão é bem simples. De fato, não existe uma corrente efetiva passando pelo ímã, mas isso não significa que não tenha carga elétrica se movimentando na composição do próprio ímã.

Se pegarmos um com uma corrente i, podemos associar a esse fio linhas de campo magnético ao seu redor.

Se torcermos o fio formando uma espira circular, observamos que o campo formado pela corrente se assemelha ao campo de um ímã.

Por analogia, podemos comparar os campos de um ímã e de uma espira com um átomo. Isso porque existem elétrons que ficam orbitando o núcleo atômico na eletrosfera. A movimentação dos elétron em torno do núcleo PODE conceder ao átomo um campo magnético.

Embora o elétron pode não está exatamente girando ao redor do núcleo atômico, o que importa é que ele está por lá se movendo de alguma maneira! A intensidade do campo magnético dependerá do número de elétrons e suas órbitas, mas não precisamos entrar em detalhes sobre isto.

Em outras palavras, se uma carga fica orbitando um núcleo atômico, seria o mesmo que assumirmos que os elétrons de um átomo transforma o átomo em si, em um pequeno ímã.

Já que os átomos possuem campo magnético, então porque nem todas as coisas possuem propriedade magnéticas?

Basicamente existem 3 tipos de materiais na teoria magnética, além do próprio ímã, que comumente chamamos de ímãs permanente. Vamos estudar cada um deles.

Ímãs Permanentes

Os campos magnéticos dos átomos podem se juntar para formar um campo intenso ou se anular, constituindo um material sem propriedade magnéticas aparente. Em outras palavras, os materiais sem propriedade magnética são aqueles que têm “átomos desorganizados”.

Os ímãs permanentes são constituídos por átomos devidamente organizados de maneira que seus polos magnéticos a nível atômico estejam razoavelmente organizados.

Essa organização dos polos atômicos pode acontecer de forma natural, como é o caso da magnetita (pedra vulcânica), ou de forma artificial, que são os ímãs de geladeira.

Na prática, nós não conseguimos analisar a orientação magnética de cada átomo. Sendo assim, introduzimos o conceito de Domínios Magnéticos.

Domínios magnéticos nada mais é do que um pequeno pedaço do objeto na qual conseguimos analisar a média do campo magnético de todos os átomos presentes naquela região.

Então, quando analisamos se o objeto é ou não um ímã permanente, experimentalmente observamos os domínios para descobrir se eles encontram-se alinhados.

Em resumo, quando os domínios encontram-se desorganizados, o campo magnético de um anula o de outros, assim, na média eles se cancelam, resultando em um material com pouca ou nenhuma propriedade magnética.

Os ímãs são exatamente o contrário. São matérias com domínios magnéticos alinhados que se somam, resultando na presença de um forte campo magnético.

Ferromagnético

Os materiais ferromagnéticos possuem domínio magnéticos desorganizados. Porém, quando eles são expostos a um campo magnético externo (de um ímã), seus domínios se organizam, fazendo com que esse material se comporte como um ímã.

Vale a pena ressaltar que o alinhamento dos domínios dos materiais ferromagnéticos seguem exatamente as linhas do campo externo. Isso significa que, independente da forma ou direção que você aproxima um material ferromagnético de um ímã, a organização dos domínios magnéticos dará ao material o comportamento de um ímã cujo o polo mais próximo do ímã permanente será sempre contrário ao polo do ímã mais próximo do material, o que sempre resultará em uma atração.

Por esse motivo, os materiais ferromagnéticos são sempre atraídos por ímãs, já que polos contrários atraem-se.

Paramagnético

Materiais paramagnéticos são aqueles que possuem seus domínios magnéticos desalinhados e mesmo na presença de um campo magnético externo, seus domínios não conseguem se alinhar de maneira significativa a ponto de notarmos alguma propriedade magnética relevante.

Note que, embora não apresente propriedades magnéticas relevantes, isso não quer dizer que um campo externo não tenha influência alguma sobre materiais paramagnéticos, apenas significa que a influência do campo externo é baixa.

Diamagnético

Os materiais diamagnéticos possuem seus domínios desalinhados, assim como os ferromagnéticos e paramagnéticos. Porém, a sua principal diferença é que na presença de campo externos seus domínios se alinham. Isso nos lembra o ferromagnético, porém os diamagnéticos tem o alinhamento do seus domínios no sentido contrário.

A principal consequência do alinhamento invertido dos domínios magnéticos de um material diamagnético na presença de um campo externo, é que o material passa a ter um comportamento de ímã com polos posicionado de maneira que sempre resultará em uma repulsão de um ímã permanente.