Vimos que uma massa cria uma região de influên- cias sobre outras massas, denominada campo gravita-
cional, que é descrito pelo vetor campo gravitacional g.
Vimos, também, que uma carga elétrica estática cria uma região de influências sobre outras cargas, denominada campo eletrostático, que é descrito pelo vetor campo elétrico E.
Um ímã, por sua vez, também cria uma região de influências que são significativas tanto em outros ímãs como em alguns materiais, como o ferro, o cobalto, o níquel e algumas ligas. Essa região é denominada cam-
po magnético, que também será descrita por um ve- tor, como veremos adiante.
Veja, na ilustração a seguir, alguns corpos subme- tidos ao campo magnético de um ímã.
S N 5 prego de ferro amostra de cobalto moeda de níquel bússola S N
Vetor indução magnética
O campo magnético de um ímã também é des- crito por um vetor. Esse vetor é denominado vetor
indução magnética e simbolizado por B.
Por enquanto, veremos apenas a direção e o sen- tido de B. Na seção 5, abordaremos sua intensidade.
N S
r
ímã
B
NS
Na ilustração acima, uma bússola se encontra sob a ação do campo magnético de um ímã. Supo- nha desprezíveis outros eventuais campos magné- ticos na região, inclusive o da Terra.
O vetor indução magnética B, criado pelo ímã, na posição em que a bússola está, com sua agulha em equilíbrio estável, tem a seguinte orientação:
Direção: da reta r com a qual a agulha se alinha.
Sentido: para onde aponta o polo norte magné- tico da agulha.
Ilustra•›es: CJT/Zapt
Aproxime essa agulha da que está suspensa e observe as interações magnéticas entre as extremidades das duas agulhas. O que aconteceu com a polaridade magnética da agulha em que o ímã deslizou em sentido contrário?
Analisando o experimento
1. Após submeter-se ao ímã, como foi descrito, a agulha suspensa busca estabilizar-se em alguma direção especial?
Que direção é essa?
2. Em relação a cada um de nós, o Sol nasce e se põe em lugares que mudam ao longo do ano. Entretanto,
costumamos dizer que o Sol nasce no “lado leste”e se põe no “lado oeste”.
Com base nisso, podemos identificar os polos magnéticos, norte e sul, da agulha imantada suspensa? Como?
3. Sabe-se que no material da agulha utilizada e em alguns outros materiais já existem, naturalmente, minús-
culos ímãs. Quando a agulha não está imantada, esses minúsculos ímãs estão dispostos aleatoriamen- te. Entretanto, sob a influência do campo magnético do ímã que desliza na agulha, esses pequenos ímãs ficam organizados e ela se imanta.
Supondo que o polo do ímã que desliza na agulha, da extremidade grossa (A) para a fina (B), seja do tipo norte magnético, que tipo de polaridade magnética as extremidades da agulha adquirem?
4. Existem agulhas de crochê feitas de alumínio. Usando uma das agulhas, você obteria os mesmos resulta-
dos experimentais que obteve com a agulha de aço?
UNIDADE 3 I ELETROMAGNETISMO
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Então, se conhecermos o vetor indução magnéti- ca em determinado local, saberemos também como a agulha da bússola vai se estabilizar naquele local:
P B S N P B M Agulha magnética em equilíbrio estável no ponto P. Vetor indução magnética no ponto P.
Suponhamos, agora, um ímã e várias bússolas bem pequenas ao seu redor, todos sobre uma mesa de ma- deira, como mostra a ilustração a seguir. Po demos tra- çar linhas de um polo a outro do ímã, de modo que elas tangenciem as agulhinhas das bússolas.
Mesa vista de cima.
N S
Essas linhas são denominadas linhas de indução do campo magnético do ímã; na região externa ao ímã, elas são orientadas convencionalmente do polo norte para o polo sul, como mostra a figura a seguir.
Desse modo, o vetor B, que tangencia essas linhas em cada um de seus pontos, tem sentido concordando com o das linhas.
N S
B1
B2
B3
Na região externa a um ímã, as linhas de indu- ção orientam-se do polo norte para o polo sul.
Para a visualização das linhas de indução, também podemos utilizar limalha de ferro: coloque um ímã de- baixo de uma placa de papelão, plástico ou madeira fina e, em seguida, pulverize limalha de ferro por toda a placa, como sugere a figura a seguir.
placa limalha de
ferro
ímã em forma de barra reta
N S
Você verá, então, a configuração de linhas de indu- ção mostrada a seguir, denominada padrão do campo magnético.
Fotografia mostrando o padrão do campo magnético de um ímã em forma de barra reta, obtido com limalha de ferro.
Nessa verificação experimental, cada fragmento da limalha de ferro imanta-se na presença do campo magnético do ímã, comportando-se como uma mi- núscula agulha magnética.
A limalha de ferro também é útil para observar- mos o padrão do campo magnético de ímãs com ou- tros formatos.
Outras características das linhas de indução
• As linhas de indução do campo magnético de
um ímã não existem apenas na região externa a ele, mas também em seu interior. Portanto, essas linhas são fechadas.
Ilustrações: CJT/Zapt
Ilustrações: CJT/Zapt
N S
Observe que, como na região externa ao ímã a orientação dessas linhas foi convencionada de norte para sul, elas se orientam de sul para norte na região interna.
• As linhas de indução de um campo magnético
não podem se cruzar. Se isso acontecesse, o vetor B teria duas orientações possíveis no cruzamento, o que é absurdo.
B1
B2
Você deve se lembrar de que essa mesma proibi- ção existe com relação às linhas de força de um campo elétrico.
• Ao representar um conjunto de linhas de indu-
ção, a concentração dessas linhas (densidade de linhas) é maior onde o campo magnético é mais intenso. Confirme isso, observando a concentra- ção das linhas de indução nas proximidades dos polos do ímã.