O campo magnético é um fenômeno muito interessante.Atualmente, suas propriedades encontram aplicação em diversas áreas. Você sabe qual é a fonte do campo magnético? Depois de ler o artigo, você saberá sobre ele. Além disso, falaremos sobre alguns fatos relacionados ao magnetismo. Vamos voltar para a história primeiro.
Um pouco de história
O magnetismo e a eletricidade não são de forma alguma doisfenômenos diferentes, como foi erroneamente acreditado 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 por um fio desvia a agulha da bússola. A corrente sempre cria um campo magnético. Não importa para onde flua - entre a nuvem e o solo na forma de um raio ou nos músculos do nosso corpo.
Mesmo nos tempos antigos, as pessoas tentaram descobrir queé uma fonte de 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 que a natureza da eletricidade fosse descoberta e encontrada para uso prático. Foi só quando se soube que a matéria é feita de átomos que finalmente ficou estabelecido que o magnetismo e a eletricidade estão interligados. Onde quer que o magnetismo seja observado, sempre deve haver algum tipo de corrente elétrica. No entanto, essa descoberta foi apenas o início de uma nova pesquisa.
O que determina a manifestação das propriedades magnéticasmateriais na ausência de qualquer fonte de alimentação externa? O movimento dos elétrons, criando correntes elétricas dentro dos átomos. Vamos considerar esse tipo de magnetismo aqui. Descrevemos brevemente a fonte do campo magnético do vórtice (corrente alternada).
Magnetita e outros materiais
A propriedade de atrair ferro e contendo ferromateriais observados na natureza em um mineral interessante. Estamos falando de magnetita, um dos compostos químicos do ferro. Provavelmente algum tipo disso foi usado nas primeiras bússolas inventadas pelos chineses. Este mineral não é a única fonte do campo magnético. Alguns materiais também são relativamente fáceis de transmitir deliberadamente as propriedades desejadas. Entre eles, os mais famosos são o ferro e o aço. Tanto um quanto o outro material facilmente se tornam uma fonte de um campo magnético.
Imãs permanentes
Substâncias que atraem ferro formam um especialaula. Eles são chamados de ímãs permanentes. Apesar do nome, eles só conseguem manter as propriedades necessárias por um período limitado. O ímã permanente em forma de barra demonstra o poder do magnetismo terrestre. Se ele pode se mover livremente, então uma extremidade sempre gira na direção do Pólo Norte da Terra e a outra na direção do Pólo Sul. As duas extremidades de um ímã são chamadas de pólos norte e sul, respectivamente.
Os ímãs podem ter quase qualquer formato:barras, ferraduras, anéis ou mais complexos. Eles são usados em instrumentos de medição elétricos. 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.Nós sabemos disso desde a escola. Ao atrair algum outro material, o ímã primeiro o transforma em um ímã fraco. Pólos de mesmo nome repelem (embora isso não seja tão óbvio quanto atração). Sob a influência de um ímã, o próprio ferro e aço tornam-se ímãs, adquirindo a polaridade oposta. É por isso que eles se sentem atraídos por ele. Mas se dois ímãs idênticos com "cargas" iguais forem instalados próximos um do outro com os mesmos pólos, o que acontecerá? A força repulsiva observada será igual à força de atração que atua entre dois pólos opostos, colocados à mesma distância um do outro.
Não são apenas os materiais ferrosos que são afetados pelo magnetismo. No entanto, fenômenos magnéticos são mais facilmente observados em metais puros. São, por exemplo, ferro, níquel, cobalto.
Domínios
Metais que podem ser uma fontecampos magnéticos, 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 - uma vez que os próprios domínios também são orientados em diferentes direções - o campo magnético é zero. Consequentemente, nenhuma propriedade magnética é observada neste caso. Assim, uma substância adquire as propriedades necessárias apenas sob certas condições.
O processo de magnetização é que tudoos domínios são forçados a se alinhar em uma direção. Quando eles são girados corretamente, suas ações se somam. A substância como um todo se torna a fonte do campo magnético. Se todos os domínios estiverem alinhados exatamente na mesma direção, o material atinge seu limite magnético. Um padrão importante deve ser observado. A magnetização de um 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 foi medido com precisão edescrito, mas até agora não foi totalmente explicado. De uma forma muito simplificada, pode ser representado como se algum 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 muito incomuns na intensidade e até mesmo na direção das linhas de força magnética acima da superfície da Terra, nem por que milhões de anos atrás a localização dos pólos magnéticos era oposta à atual, nem por que eles, embora lentamente, estão em constante movimento. Assim, tudo fica um pouco mais complicado.
Modelo de campo magnético da Terra
Vamos descrever com mais detalhes sua versão simplificada.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 posicionadas de forma que seu pólo que aponta para o norte gire na direção que chamamos de norte (na verdade, o pólo sul de um ímã imaginário), e o outro pólo fique voltado para o sul (pólo norte do ímã).
Compreender as causas de processos físicos complexosalgumas dificuldades. Tanto o magnetismo terrestre quanto o magnetismo de pequenos pedaços de ferro são mais fáceis de explicar, assumindo que as linhas magnéticas de força (freqüentemente chamadas de linhas de fluxo magnético) originam-se da extremidade norte do ímã e entram na extremidade sul. Esta é uma representação muito arbitrária, usada apenas por conveniência, da mesma forma que as linhas de latitude e longitude desenhadas em um mapa são usadas. No entanto, isso nos ajuda a entender qual é a fonte do campo magnético da Terra.
As linhas de força de um ímã plano simples passando porde um pólo ao outro e cobrindo todo o ímã, eles formam algo como um cilindro. Linhas de força da mesma direção parecem ser repelidas. Eles sempre começam em um pólo de um tipo e terminam em um pólo de outro tipo e nunca se cruzam.
Em conclusão
Assim, abrimos o tópico "A fonte do campo magnético". Como você pode ver, é bastante extenso. Consideramos apenas os conceitos básicos relacionados a este tópico.
