Campo magnético é um fenômeno muito interessante. Atualmente, suas propriedades têm encontrado aplicação em muitas áreas. Você sabe qual é a fonte do campo magnético? Depois de ler o artigo, você saberá sobre isso. Além disso, falaremos sobre alguns fatos relacionados ao magnetismo. Vamos começar com a história.
Um pouco de história
Magnetismo e eletricidade não são de forma alguma dois fenômenos diferentes, como se acreditou erroneamente por muito tempo. A relação deles ficou clara apenas em 1820, quando o cientista dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) mostrou que uma corrente elétrica fluindo através de um fio desvia a agulha de uma bússola. A corrente sempre cria um campo magnético. Não importa para onde flua - entre a nuvem e a terra na forma de relâmpago ou no músculo do nosso corpo.
Mesmo nos tempos antigos, as pessoas tentavam descobrir qual é a fonte do campo magnético. Além disso, as descobertas feitas foram aplicadas na prática. O magnetismo foi observado e usado (especialmente para fins de navegação) milhares de anos antes de ser elucidado.natureza da eletricidade, e encontrou aplicações práticas. Foi somente quando se soube que a matéria era composta de átomos que finalmente se estabeleceu que o magnetismo e a eletricidade estavam interligados. Onde quer que o magnetismo seja observado, sempre deve haver algum tipo de corrente elétrica presente. No entanto, esta descoberta foi apenas o começo de uma nova pesquisa.
O que determina a manifestação das propriedades magnéticas dos materiais na ausência de qualquer fonte de corrente externa? O movimento dos elétrons que criam correntes elétricas dentro dos átomos. É este tipo de magnetismo que vamos considerar aqui. Descrevemos brevemente a fonte do campo magnético de Foucault (corrente alternada).
Magnetita e outros materiais
A capacidade de atrair ferro e materiais contendo ferro é observada na natureza em um mineral interessante. Estamos falando da magnetita, um dos compostos químicos do ferro. Provavelmente algum tipo foi usado nas primeiras bússolas inventadas pelos chineses. A fonte do campo magnético não é apenas este mineral. Também é relativamente fácil para alguns materiais comunicar intencionalmente as propriedades desejadas. Entre eles, o ferro e o aço são os mais famosos. Ambos os materiais tornam-se facilmente uma fonte de um campo magnético.
Ímãs permanentes
As substâncias que atraem o ferro formam uma classe especial. Eles são chamados de ímãs permanentes. Apesar do nome, eles só são capazes de reter as propriedades necessárias por um tempo limitado. em forma de ímã permanentebar demonstra o poder do magnetismo terrestre. Se puder se mover livremente, uma extremidade sempre gira na direção do Pólo Norte da Terra e a outra - na direção do Sul. As duas extremidades de um ímã são chamadas de pólos norte e sul, respectivamente.
Os ímãs podem ter praticamente qualquer formato: barra, ferradura, anel ou mais complexo. Eles são usados em instrumentos de medição elétrica. Os pólos dos ímãs são designados da seguinte forma: N (norte) e S (sul). Vamos falar sobre como eles interagem.
Atração e repulsão
Pólos magnéticos opostos se atraem. Sabemos disso desde a escola. Ao atrair algum outro material, o ímã primeiro o transforma em um ímã fraco. Pólos com o mesmo nome se repelem (embora isso não seja tão óbvio quanto atração). Quando expostos a um ímã, o ferro e o aço se tornam ímãs, adquirindo a polaridade oposta. É por isso que eles são atraídos por ele. Mas se dois ímãs idênticos com "cargas" iguais forem colocados próximos um do outro com os mesmos pólos, o que acontecerá? A força repulsiva observada será igual à força atrativa que atua entre dois pólos opostos colocados à mesma distância um do outro.
Não são apenas os materiais que contêm ferro que são afetados pelo magnetismo. No entanto, fenômenos magnéticos são mais facilmente observados em metais puros. Estes são, por exemplo, ferro, níquel, cob alto.
Domínios
Metais que podemtornar uma fonte de um campo magnético, consistem em pequenos ímãs localizados aleatoriamente dentro da substância. Eles são igualmente orientados apenas em pequenas áreas, chamadas domínios, que podem ser vistas através de um microscópio eletrônico. Na matéria não magnetizada - já que os próprios domínios também estão orientados em diferentes direções - o campo magnético é zero. Portanto, nenhuma propriedade magnética é observada neste caso. Assim, a substância adquire as propriedades necessárias apenas sob certas condições.
O processo de magnetização é que todos os domínios são forçados a se alinhar na mesma direção. Quando girados corretamente, suas ações se acumulam. A substância como um todo torna-se uma fonte de um campo magnético. Se todos os domínios se alinharem exatamente na mesma direção, o material atinge seu limite magnético. Um padrão importante deve ser observado. A magnetização do material depende, em última análise, da magnetização dos domínios. E isso, por sua vez, é determinado por como os átomos individuais estão localizados dentro dos domínios.
Campo magnético da Terra
O campo magnético da Terra tem sido medido e descrito com precisão, mas até agora não foi totalmente explicado. De uma forma muito simplificada, pode ser representado como se um simples ímã plano estivesse localizado entre os pólos geográficos Norte e Sul. Isso é o que causa alguns dos efeitos observados. Mas isso não explica as mudanças altamente incomuns na intensidade ou mesmo na direção das linhas do campo magnético acima da Terra.superfície, nem por que milhões de anos atrás a localização dos pólos magnéticos era oposta à atual, nem por que eles, ainda que lentamente, estão em constante movimento. Assim, as coisas são um pouco mais complicadas.
Modelo do campo magnético da Terra
Vamos descrever sua versão simplificada com mais detalhes. Imagine um ímã longo e plano no centro da Terra, que será a fonte do campo magnético. O que mais precisa ser considerado? As substâncias magnéticas na superfície do globo devem ser dispostas de modo que seu polo norte gire na direção que chamamos de norte (na verdade, o polo sul do ímã imaginário), e o outro polo aponte para o sul (o polo norte do ímã).).
Entender processos físicos complexos causa algumas dificuldades. Tanto o magnetismo terrestre quanto o magnetismo de pequenos pedaços de ferro são mais fáceis de explicar assumindo que as linhas de força magnética (muitas vezes chamadas de linhas de fluxo magnético) emanam da extremidade norte do ímã e entram na extremidade sul. Esta é uma representação muito arbitrária, usada apenas por conveniência, semelhante à forma como as linhas de latitude e longitude desenhadas em um mapa são usadas. No entanto, nos ajuda a entender qual é a fonte do campo magnético da Terra.
As linhas de força de um simples ímã plano, passando de um pólo a outro e cobrindo todo o ímã, formam algo como um cilindro. Linhas de força na mesma direção parecem se repelir. Eles sempre começam em um tipo de poste e terminam em outro tipo de poste e nunca se cruzam.
Bconclusão
Então, abrimos o tópico "A fonte do campo magnético". Como você pode ver, é bastante extenso. Consideramos apenas os conceitos básicos relacionados a este tópico.
