Materiais Isolantes e Materiais Magneticos

Prévia do material em texto

Materiais Isolantes Elétricos e Materiais Magnéticos 
 
 
Dieison Nunes Dutra 
Universidade Federal do Pampa 
UNIPAMPA Alegrete, Brasil 
 dieisondutra.aluno@unipampa.edu.br 
 
Resumo — O presente artigo aborda uma pesquisa 
bibliográfica sobre materiais isolantes elétricos e materiais 
magnéticos e tem como objetivo explicar de forma simplificada o 
que são materiais isolantes elétricos e materiais magnéticos. 
Palavras chave — materiais; isolantes; elétricos; magnéticos; 
 
Abstract — This article discusses a bibliographic research on 
electrical and magnetic materials and aims to explain in a 
simplified way what are electrical document and magnetic 
materials. 
Keywords — materials; isolating; electrical systems; magnetic 
materials; 
 
I. INTRODUÇÃO 
Os materiais isolantes elétricos foram descritos pela 
primeira vez por Stephen Gray no que é considerado o artigo 
mais importante publicado por ele e é considerada uma das 
descobertas mais importantes na história da eletricidade, 
Stephen Gray descobriu os isolantes elétricos em seus 
experimentos que consistiam em transmitir eletricidade de um 
ponto para outro em um condutor e para isso ele precisou isolar 
os condutores, assim descobriu que alguns materiais 
conduziam a eletricidade melhor que outros e os classificou 
entre condutores e isolantes.[1] 
Os materiais magnéticos não possuem uma data precisa de 
sua descoberta, porém os primeiros registros que possuímos é o 
tratado intitulado de “Sobre o magneto” que foi escrito por 
Demócrito de Abdera (c. 420 a.C), as pedras imã também eram 
conhecidas na américa central onde foram encontradas 
esculturas denominadas de “Fat boys” e tais esculturas 
demonstram um conhecimento da pedra imã esculpida, essas 
esculturas são datadas de 1200 a.C a 500 a.C e são 
provenientes da cultura maia.[2] 
 
II. MATERIAIS ISOLANTES ELÉTRICOS 
A. Isolantes Elétricos 
Primeiramente precisamos levar em conta que nenhum 
material é um isolante elétrico perfeito, pois dadas as condições 
necessárias qualquer material possui a capacidade de conduzir 
corrente elétrica. A principal característica de um material 
isolante elétrico é a sua capacidade de se opor a passagem de 
corrente elétrica. 
Podemos descobrir a capacidade de isolamento de um 
material através do cálculo da sua resistividade que consiste 
em: 
No caso de materiais isotrópicos uniformes: 
R = ρ (L/A). [3] 
Onde R é a resistência elétrica do material dada em Ohm 
(Ω), ρ é a resistividade elétrica do material dada em Ohm por 
metro (Ω/m), L é o comprimento do material dada em metros 
(m) e A é a área da secção do fio condutor dada em metros 
quadrados (m²). 
 
No caso de demais materiais: 
ρ = E/J [4] 
Onde ρ é a resistividade elétrica do material dada em Ohm 
por metro (Ω/m), E é a magnitude do campo elétrico dado em 
volts por metro (V/m), e J é a magnitude da densidade de 
corrente dada em amperes por metro quadrado (A/m²). 
 
E também é possível calcular a resistividade através do 
inverso da condutividade elétrica que consistem em: 
ρ = 1/σ [4] 
Onde ρ é a resistividade dada em Ohm por metro (Ω/m) e σ 
é a condutividade dada em Siemens por metro (S/m). 
 
No caso dos materiais ôhmicos a resistividade também 
pode ser alterada de acordo com a temperatura, pois quando a 
temperatura não está próxima de 0K a resistência a passagem 
de corrente elétrica aumenta quase linearmente conforme a 
temperatura aumenta e pode ser calculada através da seguinte 
formula: 
R = R20(1+α20(T-20)) [4] 
Onde R é a resistência do material dada em Ohm (Ω), R20 é 
a resistência a 20ºC, α20 é o coeficiente de temperatura e T é a 
temperatura em ºC. 
B. Aplicações 
Atualmente possuímos inúmeros isolantes elétricos no 
mercado, como a cerâmica, plásticos, vidro, óleos e borrachas, 
algumas de suas aplicações pode ser linhas de transmissão de 
energia, cabos de energia, smartphones, computadores, 
transformadores, etc. 
No momento de escolher um isolante elétrico para uma 
certa aplicação não se deve levar em conta apenas a sua 
capacidade de isolamento, mas também o seu custo, as 
condições de estresse térmico e mecânico que o isolante vai ter 
que lidar, por isso não é possível definir o melhor isolante entre 
todos os que temos disponíveis atualmente e sim o melhor para 
a aplicação desejada. 
III. MATERIAIS MAGNÉTICOS 
Dos materiais magnéticos 2 são encontrados na natureza já 
magnetizados, a magnetita (oxido de ferro) e a pirrotita (sulfeto 
de ferro e níquel), os demais matérias magnéticos que 
possuímos são magnetizados artificialmente. [6] 
 Os materiais magnéticos possuem 3 classificações que são: 
• Paramagnéticos: São materiais que 
possuem elétrons desordenados que quando 
estão próximos a um campo magnético se 
alinham aumentando minunciosamente a 
intensidade do campo magnético. 
• Diamagnéticos: São materiais que quando 
são submetidos a um campo magnético 
possuem seus imãs elementares orientados 
no sentido contrario do campo ao qual foram 
submetidos e consequentemente acabam 
gerando um campo magnético no sentido 
contrário. 
• Ferromagnéticos: São materiais com a 
capacidade de se imantarem quando são 
submetidos a um campo magnético e alteram 
significativamente a intensidade do campo 
magnético ao qual foram submetidos. [7] 
 
A. Aplicações 
 
A primeira aplicação de materiais magnéticos foi na 
bussola inventada pelos chineses no século I d.C. [5] 
Atualmente os materiais magnéticos são aplicados a 
praticamente tudo o que nos rodeia, como aparelhos 
eletrodomésticos, aparelhos eletrônicos, automóveis, etc. 
Pesquisas na área são fundamentais, pois causam um 
impacto direto no avanço tecnológico moderno, como motores 
elétricos mais potentes e econômicos, por exemplo. 
 
[1] BOSS, Sergio Luiz Bragatto; ASSIS, André Koch Torres; CALUZI, 
João José. Stephen Gray e a descoberta dos condutores e isolantes: 
tradução comentada de seus artigos sobre eletricidade e reprodução de 
sus principais experimentos. São Paulo: Cultura Acadêmica, 2012. pp. 
51-61. 
[2] JÚNIOR, Osvaldo Pessoa; Modelo causal dos primórdios da ciência do 
magnetismo, vol. 8. São Paulo, Scientle studia, 2010, pp.195-212. 
[3] Eletricidade e Magnetismo. UFRGS. Disponível em: 
https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/mod06/m_s03.html. Acesso em 20 
[4] Resistividade. Wikipedia. Disponível em: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Resistividade. Acesso em 20 Mar. 2022. 
[5] Bússola. AMLEF UFRGS. Disponível em: 
https://www.ufrgs.br/amlef/glossario/bussola/#:~:text=A%20b%C3%B
Assola%20mais%20antiga%20do,sendo%20que%20o%20cabo%20dess
a. Acesso em 20 Mar. 2022. 
[6] As Estranhas Propriedades de Alguns Minerais. Serviço Geológico do 
Brasil. Disponível em: http://www.cprm.gov.br/publique/CPRM-
Divulga/Canal-Escola/As-Estranhas-Propriedades-de-Alguns-Minerais-
2711.html. Acesso em 20 Mar. 2022. 
[7] Materiais Paramagnéticos, Diamagnéticos e Ferromagnéticos. Brasil 
Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/materiais-
paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm. Acesso em 20 
Mar. 2022. 
 
https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/mod06/m_s03.html
https://pt.wikipedia.org/wiki/Resistividade
https://www.ufrgs.br/amlef/glossario/bussola/#:~:text=A%20b%C3%BAssola%20mais%20antiga%20do,sendo%20que%20o%20cabo%20dessa
https://www.ufrgs.br/amlef/glossario/bussola/#:~:text=A%20b%C3%BAssola%20mais%20antiga%20do,sendo%20que%20o%20cabo%20dessa
https://www.ufrgs.br/amlef/glossario/bussola/#:~:text=A%20b%C3%BAssola%20mais%20antiga%20do,sendo%20que%20o%20cabo%20dessa
http://www.cprm.gov.br/publique/CPRM-Divulga/Canal-Escola/As-Estranhas-Propriedades-de-Alguns-Minerais-2711.html
http://www.cprm.gov.br/publique/CPRM-Divulga/Canal-Escola/As-Estranhas-Propriedades-de-Alguns-Minerais-2711.html
http://www.cprm.gov.br/publique/CPRM-Divulga/Canal-Escola/As-Estranhas-Propriedades-de-Alguns-Minerais-2711.html
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm