Íman

Nota:Para a autoridade religiosa muçulmana (imã), vejaImame.Para o personagem da Marvel Comics, vejaMagneto (Marvel Comics).Para a top model, vejaIman (modelo).

A limalha de ferro ilustra as direcções do campo magnético em torno de um íman.

Oíman^{(português europeu)}ouímã^{(português brasileiro)},chamado ainda demagneto,é um objecto que provoca umcampo magnéticoà sua volta.

Um íman permanente é feito de um materialferromagnético.As suas propriedades magnéticas são causadas pelospindoseletrõesque se encontram no interior damatéria.

Um íman é umdipolo,tem sempre dois polos, "norte" e "sul". Por definição, o polo sul de um íman é o que é atraído pelopolo norte magnéticoda Terra.

Os dipolos não podem ser separados. Se um íman for dividido ao meio, obtêm-se dois ímanes menores, cada um com um polo norte e um polo sul.

Um eletroíman é um íman que se baseia em campos magnéticos gerados por cargas em movimento. Ou seja, uma peça de liga deferro,com um fio enrolado, por onde correenergia elétrica.

Tipos de ímanes

Os ímanes podem sernaturaisouartificiais,epermanentesoutemporais.

Umíman naturalé um mineral com propriedades magnéticas, como aMagnetita,que é um óxido de Ferro (Fe₃O₄).

Umíman de neodímio-ferro-boroé um poderoso íman feito a partir de uma combinação deneodímio,ferroeboro— Nd₂Fe₁₄B. Esses ímanes são muito poderosos em comparação à sua massa, mas também são mecanicamente frágeis e perdem seu magnetismo em temperaturas acima de 120 °C.

Umíman artificialé um corpo de materialferromagnéticoque é submetido a um intenso campo magnético; por fricção com um íman natural ou pela ação de correntes elétricas (eletromagnetismo) adquire propriedades magnéticas.

Umíman permanenteé feito de aço magnetizado (ferro com alto teor de carbono), a fim de manter permanentemente seu poder magnético. Também é utilizadoalnicoouferriteem alguns casos. No entanto, uma forte descarga elétrica, um impacto de grande magnitude, ou uma aplicação de uma elevada quantidade decalorpodem causar perda de força magnética do íman. A altas temperaturas, os ímanes permanentes perdem seu magnetismo temporariamente, readquirindo quando são resfriados.

Umíman temporalé temporariamente magnetizado por uma fonte deondas eletromagnéticas.Quando a emissão dessas ondas cessa, o íman temporal deixa de possuir seucampo magnético.Esses ímanes são feitos com matériasparamagnéticas(normalmente ferro com baixo teor de carbono). Por isso, quando o campo magnético é removido, omovimento Brownianorompe o alinhamento magnético do íman temporal.

Umeletroímané umabobina(ou umaespira) por onde circula uma corrente elétrica, gerando um campo magnético. Oeletroímané uma espécie de íman temporal, pois seu campo magnético acaba quando é interrompida a passagem dacorrente elétricapela bobina.

Ímanes de Ferrite ou Cerâmica

Ímanes de ferrite.

São feitos de um composto poroso de óxido deferroem pó,bárioe decarbonato de estrôncio.Devido ao baixo custo dos materiais, e dos métodos de fabricação, este tipo de íman é o mais barato do mercado, sendo muito utilizado emcomponentes eletrônicos(como em pequenos motores por exemplo). São produzidos em grandes quantidades e em vários formatos diferentes; frágeis, devem ter o mesmo cuidado que é dado a outros materiais cerâmicos.

Ímanes de Alnico

Os ímanes dealnicosão feitos por vazamento, ousinterizaçãode uma combinação dealumínio,níquelecobaltocomferro,junto a pequenas quantidades de outros elementos adicionados para melhorar as propriedades do íman. A sinterização oferece características mecânicas superiores, que proporcionam maior intensidade de campos magnéticos e permite a concepção de variadas formas.

Polos magnéticos de um íman

Externamente, as forças de atração magnética de um imã manifestam-se com maior intensidade nas suas extremidades. Por isso, asextremidades dos ímanessão denominadas depolos magnéticos.

Cada um dos polos apresenta propriedades magnéticas específicas. Eles são denominados depolo sulepolo norte.

Uma vez que as forças magnéticas dos ímanes são mais concentradas nos polos, é possível concluir que a intensidade dessas propriedades decresce para o centro do íman.

Na região central do íman, estabelece-se uma linha onde as forças deatração magnéticado polo sul e do polo norte são iguais ese anulam.Essa linha é denominada delinha neutraé, portanto, a linha divisória entre os polos do íman.

Inseparabilidade dos polos

Os ímanes têm uma característica: por mais que se divida um íman em partes menores, as partes sempre terão um polo norte e um polo sul. Esta propriedade é denominada deinseparabilidade dos polos.

Interação entre ímanes

Quando os polos magnéticos de dois ímanes estão próximos, as forças magnéticas dos dois ímanes reagem entre si de forma singular. Sedois polosmagnéticosdiferentesforem aproximados (norte de um, com sul de outro), haverá umaatraçãoentre os dois ímanes.

Sedois polosmagnéticosiguaisforem aproximados (por exemplo, norte de um próximo ao norte do outro), haverá umarepulsãoentre os dois. Isso é baseado numa lei bastante conhecida da física onde: forças diferentes se atraem e forças iguais se repelem.

Campo magnético - linhas de força

Oespaçoem redor do íman, em que existe atuação dasforças magnéticas,é chamado decampo magnético.Os efeitos deatraçãoourepulsãoentre dois ímanes, ou de atração de um íman sobre os materiais ferrosos devem-se à existência desse campo magnético.

Como artifício para estudar esse campo magnético, admite-se a existência delinhas de força magnéticasao redor do íman. Essas linhas sãoinvisíveis,mas podem ser visualizadas com o auxílio de um recurso. Colocando-se por exemplo um íman sob uma lâmina de vidro, e espalhando limalha de ferro sobre essa lâmina, as limalhas se orientam conforme as linhas de força magnética.

O formato característico das limalhas sobre o vidro, denominado deespectro magnético,é representado na ilustração ao lado.

Essa experiência mostra também amaior concentraçãode limalhas na região dos polos do íman. Isso é devido à maior intensidade de magnetismo nasregiões polares,pois aí se concentram as linhas de forças.

Com o objetivo de padronizar os estudos ao magnetismo e às linhas de força de um campo magnético se dirigem dopolo norte para o polo sul.

Campo magnético uniforme

Campo magnético uniformeé aquele em que o vetor de indução magnética B tem o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido em todos os pontos do meio, homogêneo por hipótese.

Fluxo da indução magnética

Fluxo da indução magnéticaé a quantidade total de linhas de um íman que constituem o campo magnético. É representado graficamente pela letra gregaΦ(lê se "fi" ).

O fluxo da indução magnética é uma grandeza e, como tal, pode ser medido. NoSI(Sistema Internacional de Medidas), suaunidade de medidaé oWeber(Wb). No SistemaCGSde medidas, sua unidade é oMaxwell(Mx).

Para transformar weber em maxwell, usa-se a seguinte relação:1 Mx = 10-³ Wb

Origem do magnetismo

Omagnetismoorigina-se na organização atômica dos materiais. Cadamoléculade um material é um pequeno íman natural, denominado deíman molecularoudomínio. Quando, durante a formação de um material, as moléculas se orientam emsentidos diversos,os efeitos magnéticos dos ímanes moleculares se anulam, resultando em um materialsem magnetismo natural.

Se, durante a formação do material, as moléculas assumem uma orientação única ou predominante, os efeitos magnéticos de cada íman molecular se somam, dando origem a umíman com propriedades magnéticas naturais.

Na fabricação de ímanes artificiais, as moléculas desordenadas de um material sofrem um processo de orientação a partir de forças externas.

Ver também

• Íman de neodímio
• Magnetismo
• Eletroíman
• Eletromagnetismo
• Ondas eletromagnéticas
• Michael Faraday
• Ímã dipolar

Obras de referência

• «Articles, tutorials and other educational information about magnets»(em inglês).. National High Magnetic Field Laboratory
• «Magnetic units are discussed here»(em inglês)
• «Kids Konnect - Magnets»(em inglês)