Atenção

Fechar

Banner
Biblioteca

Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Aços para Fins Elétricos e Magnéticos

2 - Magnetismo

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

 

           10

 

 

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

 

 

« Voltar