Força Magnética

A força magnética é definida como a força que une os materiais.

Um exemplo de força magnética é como um ímã pode pegar moedas.

A força magnética entre duas cargas móveis pode ser descrita como o efeito exercido sobre uma das cargas por um campo magnético criado pela outra.

Atração ou Repulsão

Força magnética, atração ou repulsão que surge entre partículas carregadas eletricamente devido ao seu movimento. É a força básica responsável por efeitos como a ação de motores elétricos e a atração de ímãs por ferro.

Existem forças elétricas entre cargas elétricas estacionárias; forças elétricas e magnéticas existem entre cargas elétricas em movimento.

A força magnética entre duas cargas móveis pode ser descrita como o efeito exercido sobre uma das cargas por um campo magnético criado pela outra.

O que são forças magnéticas?

As forças magnéticas agem sobre objetos magnéticos ou partículas carregadas que se movem através de um campo magnético.

Eles são afetados pela força do campo magnético, pela carga total de uma partícula e por sua velocidade e direção.

Os ímãs permanentes têm suas estruturas moleculares alinhadas durante a formação para atrair certos tipos de metais.

As forças magnéticas são exploradas quando a eletricidade é convertida em rotação mecânica e vice-versa.

O meio através do qual essas forças são transmitidas é o campo magnético.

Um campo magnético é criado com um ímã permanente ou uma corrente elétrica.

Como uma corrente elétrica é um fluxo de portadores de carga em movimento, como elétrons, ela pode ser analisada considerando-se apenas uma partícula. Assim, um único elétron se movendo através do espaço criará um campo magnético.

Uma aplicação comum de forças magnéticas é o imã de geladeira, que é um imã permanente. Os ímãs permanentes são submetidos a um forte campo magnético quando são fabricados. Nesse processo, suas estruturas cristalinas internas são alinhadas de modo a permanecerem magnetizadas. Um ímã permanente atrai materiais ferromagnéticos, como o ferro. O ferromagnetismo é apenas uma fonte de forças magnéticas, mas é comumente associada ao magnetismo nas situações cotidianas.

Os ímãs permanentes também exercem forças magnéticas em outros ímãs. É quando os pólos dos ímãs se tornam importantes. Diferentemente das linhas de campo elétrico, as linhas de campo magnético sempre circulam e formam um loop fechado. Em outras palavras, os ímãs sempre têm dois pólos distintos, convencionalmente chamados de pólo norte e sul.

Os mesmos pólos de dois ímãs diferentes se repelirão, enquanto os pólos opostos se atrairão.

Outra situação em que as forças magnéticas surgirão envolve duas correntes elétricas vizinhas viajando perpendicularmente uma à outra. Essas correntes produzirão seus próprios campos magnéticos, mas estarão em orientações diferentes, levando a forças entre as duas correntes. Quanto mais corrente houver, mais fortes serão as forças.

A interação entre ímãs e uma corrente elétrica é a base do gerador elétrico e do motor elétrico. Para um gerador, o movimento mecânico produzido por uma usina ou motor gira um componente com ímãs.

A mudança do campo magnético induzirá uma corrente elétrica na outra parte do gerador. Quando o dispositivo é usado como motor, é a corrente elétrica fornecida.

As mesmas forças magnéticas produzirão um torque mecânico para girar o outro lado do motor.

O que é uma força de campo magnético?

A força do campo magnético é o efeito que um campo magnético exerce ou age sobre uma partícula carregada, como uma molécula, ao passar por esse campo.

Essas forças existem sempre que há uma molécula eletricamente carregada perto de um ímã ou quando a eletricidade passa através de um fio ou bobina.

A força do campo magnético pode ser usada para alimentar motores elétricos e para analisar estruturas químicas de materiais devido à maneira como as partículas respondem a ele.

Quando a corrente elétrica é passada através de um fio, o fluxo de elétrons cria um campo magnético, criando uma força que pode atuar em outros materiais. Um exemplo comum de força de campo magnético é um motor elétrico, que usa um rotor em movimento com fios enrolados em torno dele, cercado por um estator com bobinas adicionais. Quando uma corrente elétrica é aplicada às bobinas do estator, elas criam um campo magnético e a força desse campo cria um torque que move o rotor.

A direção da força do campo magnético pode ser descrita usando o que é chamado de regra da mão direita. Uma pessoa pode apontar o polegar, o indicador ou o primeiro dedo e o segundo dedo em três direções diferentes, geralmente chamadas de eixos x, y e z. Cada dedo e o polegar devem estar a 90 graus um do outro, portanto, se a pessoa apontar o dedo indicador para cima, o segundo dedo apontará para a esquerda e o polegar apontará diretamente para a pessoa.

Usando esse arranjo dos dedos, cada dedo mostrará as direções do fluxo elétrico (o dedo indicador), o campo magnético (o segundo dedo) e a força resultante do campo magnético (o polegar).

Quando os quatro dedos da mão estão curvados em direção à palma da mão, isso mostra a direção do campo magnético, com o polegar ainda indicando a direção da força.

Usar a regra da mão direita é uma maneira fácil para os alunos aprenderem sobre os campos magnéticos para ver os efeitos da corrente e das forças resultantes.

Os campos magnéticos podem ser muito úteis em laboratório para análise de materiais. Se um material precisar ser identificado ou decomposto em seus componentes moleculares, a amostra poderá ser ionizada, o que transforma o material em um gás com cargas elétricas positivas ou negativas. Esse gás ionizado é então passado através de um forte campo magnético e sai para uma área de coleta.

A massa ou o peso de cada partícula ionizada da amostra de teste responde diferentemente à força do campo magnético, e as partículas são levemente dobradas em uma direção reta.

Um dispositivo de coleta registra onde cada partícula atinge o detector, e um software de computador pode identificar a molécula de como ela interage com o campo.

Um tipo de dispositivo que usa essa tecnologia é chamado espectrômetro de massa e é amplamente utilizado para ajudar a identificar substâncias desconhecidas.

Outro uso de campos magnéticos para causar mudanças em materiais ionizados é um acelerador de partículas.

No final do século 20, o maior acelerador de partículas construído na época estava localizado na fronteira da Suíça e da França, com 27 quilômetros de acelerador no subsolo, em um grande loop.

O equipamento aproveitou a força do campo magnético para acelerar rapidamente as partículas carregadas no loop, onde campos adicionais continuaram a acelerar ou acelerar as partículas carregadas.

À medida que as partículas de alta velocidade circulavam o grande coletor, elas eram gerenciadas por outros controles do campo magnético e enviadas para colisões com outros materiais.

Este equipamento foi construído para testar colisões de alta energia semelhantes às vistas no sol ou em outras estrelas e durante reações nucleares.

O local subterrâneo foi usado para impedir que partículas do espaço interferissem nos resultados do teste, porque as camadas de rocha acima do acelerador absorviam energia e íons de alta velocidade.

Força magnética

Fonte: www.khanacademy.org/labman.phys.utk.edu/www.wisegeek.org/www.kjmagnetics.com/www.yourdictionary.com/phys.libretexts.org/pubs.rsc.org