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O magnetismo, ou seja, a propriedade de certas substâncias – os ímãs – se atraírem entre si ou a outros corpos, pode ser melhor compreendida pela lei de Coulomb de atração entre pólos magnéticos, que possibilitou definir a unidade de pólo ou massa magnética, a qual provoca em uma massa idêntica, colocada a uma distância de 1cm, uma força repulsiva de uma dina.
O conceito de pólo é utilizado com o objetivo de facilitar a compreensão dos campos magnéticos, cujo aspecto físico pode ser materializado se se introduzir o conceito de linha de força.
Estas são linhas normais às superfícies equipotenciais que envolvem os pólos magnéticos. Essas linhas apresentam circuitos magnéticos que emanam ou convergem a um pólo. Por definição, considera-se que a esfera de 1 cm de raio envolvendo um pólo magnético unitário é penetrado por 4 linhas de força; portanto, cada centímetro quadrado da superfície dessa esfera é atravessado por uma linha de força.
Define-se, então, a intensidade de um campo magnético ou força magnetizante, como o número de linhas que atravessam a unidade de área normal à direção do campo.
A unidade de intensidade do campo magnético recebe o nome de “oersted” e corresponde à “intensidade de um campo que exerce uma força de uma dina, numa unidade de massa magnética, nele colocada”. Logo, a 1 cm de um pólo unitário, a intensidade de um campo magnético é de 1 oersted.
2.1 – Intensidade de magnetização e indução magnética
Define-se quantitativamente a magnetização pelo número de pólos magnéticos unitários existentes por unidade de área numa secção do material.
Se o número de pólos unitários na extremidade de uma barra de comprimento “l” for “m”, e a área da secção for “a”, a intensidade de magnetização “I” será dada pela relação: I = m/a.
Demonstra-se que I representa também o momento magnético “M” por unidade de volume, pois:
M = ml
v = al, donde I = v/a
M = m v/a = Iv ou I = M/v
Sabe-se que um campo magnético pode também ser produzido por uma corrente elétrica. Se o condutor for enrolado em forma de anel ou em solenóide, a circulação de corrente gerará espirais. Esse campo magnético é designado pelo símbolo “H” e também pode ser medido em oersted. No caso particular de um solenóide longo, com “n” espirais por centímetro e percorrido por uma corrente de “i” ampéres, a intensidade do campo no centro do solenóide será:
H = 4 ¶ ni
________ oersted
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Ao se introduzir nesse solenóide um núcleo ferromagnético, o campo H induzirá no núcleo linhas de magnetização, devido à natureza ferromagnética do material. Fisicamente, isso corresponde a um alinhamento dos dipolos elementares do material, na direção do campo. Sendo o momento dos dipolos por unidade de volume igual à intensidade de magnetização I, haverá 4 ¶ I linhas de força por unidade de área do pólo magnético do núcleo. O fator 4 ¶ decorre ao fato de que cada pólo unitário produz um campo unitário em todos os pontos da superfície esférica e raio unitário que envolve o pólo.
O número total de linhas de força no solenóide será agora igual a H + 4¶ I, o que recebe o nome de indução magnética “B”
B = H + 4¶ I
A indução magnética correspondente a uma linha de força por centímetro quadrado recebe o nome de 1 “Gauss”. No sistema inglês ela é expressa em linhas por polegada quadrada e não tem um nome especial.
2.2 – Intensidade de saturação
Quando todos os dipolos elementares do material magnético estiverem perfeitamente alinhados com o campo externo, a intensidade de magnetização atinge um valor máximo, recebendo o nome de intensidade de saturação Is. Essa intensidade de saturação depende da composição química, das fases presentes na estrutura do material e de seu volume.
2.3 – Permeabilidade
O valor da indução magnética por unidade de intensidade do campo recebe o nome de permeabilidade.
B
µ = ___
H
Como se verá adiante, nos materiais ferromagnéticos, B não é função linear de H, de modo que a permeabilidade não é constante e depende da intensidade do campo magnetizante.
2.4 – Suscetibilidade
É definida pela relação K = I/H de modo que está relacionada à permeabilidade, da seguinte maneira:
B = H + 4¶ I
Dividindo por H: B/H = 1 + 4¶ I/H
Ou: µ = 1 + 4¶ K
