O Magnetismo é o ramo da Física que estuda os efeitos e a produção de campos magnéticos. Esse assunto torna-se de extrema importância para a realização da prova de Ciências da Natureza do Enem por existirem muitas aplicações cotidianas de fenômenos que envolvem o magnetismo, como bússolas, televisões de tubo, cartões magnéticos, microfones, captadores de instrumentos musicais, alto-falantes, discos rígidos de computadores etc.
Campo magnético
O campo magnético pode ser entendido como as perturbações geradas ao redor de um ímã que proporcionam atração e até repulsão de materiais. As linhas do campo magnético de um ímã são orientadas do polo norte para o polo sul. A figura a seguir mostra a configuração das linhas de campo magnético. Para polos magnéticos iguais, sempre haverá repulsão magnética e, para a união de polos diferentes, sempre haverá atração magnética.
O planeta Terra é um ímã gigante que possui seu polo norte magnético invertido em relação ao polo norte geográfico. O polo norte do ímã de uma bússola aponta para o polo norte geográfico da Terra, que é o polo sul magnético do planeta.
A imagem indica os polos magnéticos da Terra
Norte geográfico = Sul magnético
Sul geográfico = Norte magnético
Hans Oersted foi um físico dinamarquês que mostrou que cargas elétricas em movimento podem gerar campos magnéticos. A descoberta de Oersted mostrou que o magnetismo e a eletricidade não são fenômenos distintos, mas que um pode gerar o outro. A partir dessa descoberta, iniciaram-se os estudos do eletromagnetismo.
.jpg "Corrente elétrica produzindo campo magnético")
A figura acima mostra uma bússola sofrendo deflexões por causa dos campos magnéticos gerados pela passagem das correntes elétricas nos fios retilíneos.
Força magnética
Quando uma partícula eletricamente carregada movimenta-se sobre uma região de campo magnético, surgirá sobre ela a ação de uma força denominada de força magnética. Os vetores velocidade da partícula, campo magnético e força magnética são perpendiculares entre si.
Indução eletromagnética
Na indução eletromagnética, as possíveis formas de geração de eletricidade por meio do magnetismo são estudadas. A geração de energia elétrica nas hidrelétricas e os motores elétricos são tecnologias que funcionam por meio da aplicação da indução eletromagnética.
Exercícios
Questão 01 – (ENEM) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a
a) esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.
b) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida.
c) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade.
d) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.
e) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade.
RESPOSTA: LETRA “A”
A lei de Lenz diz que a corrente induzida em uma espira opõe-se à variação do campo magnético que a criou. Da forma como o movimento ocorre na imagem, há uma diminuição do campo magnético dentro da espira, sendo assim, a corrente é gerada para a direita a fim de aumentar o campo nesse sentido. A única alternativa que obedece à lei de Lenz é a letra A, pois a corrente criada teria que ser para a direita a fim de diminuir o campo magnético que estaria aumentado para o mesmo sentido.
Questão 02 – (ENEM) Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 x 10–2N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta.
A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de
a) 5 x 10–1T.
b) 5 x 10–2T.
c) 5 x 101T.
d) 2 x 10–2T.
e) 2 x 100T.
RESPOSTA: LETRA “A”
Em primeiro lugar, devemos determinar a distância de O até C percorrida pela catraca, pois essa distância corresponde à deformação sofrida pela mola:
v = x ÷ t
x = v . t
x = 5 . 6 . 10 – 3
x = 30 . 10 – 3
x = 3 . 10 – 2
x = 3 cm
Quando a catraca atinge o ponto C, as intensidades da forças elástica, por causa da mola, e magnética, por causa do campo magnético, serão iguais:
FM = FEL
B.i.l = K . x
B = (K.x) ÷ (i.l)
B = ( 5 . 10 – 2 . 3) ÷ (6 . 5)
B = 0,5 . 10 – 2 = 5,0 . 10 – 1 T
