Materiais magneticos_slides cap 7 questão 11 respondida
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Materiais magneticos_slides cap 7 questão 11 respondida


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Materiais Magnéticos 
Prof. Dr. Marcos Lajovic Carneiro 
Materiais Magnéticos - Introdução 
Video veículos magnéticos 
Magnetismo \uf0e0 fundamental para o aproveitamento da corrente elétrica 
 
Sem a compreensão e o domínio dos fenômenos magnéticos não existiriam 
os equipamentos: 
 
\uf0e0 Motores 
\uf0e0 Geradores 
\uf0e0 Transformadores 
\uf0e0 Indutores 
\uf0e0 Medidores eletromecânicos 
\uf0e0 Componentes magnéticos 
Materiais Magnéticos - Introdução 
\u2022 Materiais ferromagnéticos \uf0e0 os mais importantes em aplicações magnéticas 
 
\u2022 Fenômeno mais antigo de material ferromagnético: Magnetita 
Materiais Magnéticos - Introdução 
\u2022 Magnetita 
 
- Mineral magnético 
- Composição: 
- óxidos de ferro II e III ( FeO . Fe2O3 ) \uf0e0 Fe3O4 
- 69% de FeO e 31% de Fe2O3 
- Ou 72,4% de ferro e 26,7% de oxigênio 
- Forma cristalina isométrica, geralmente octaedrica 
- Cor preta e brilho metálico 
 
 
 
Materiais Magnéticos - Introdução 
\u2022 Magnetita 
 
- É a pedra-imã mais magnética de todos os materiais do planeta Terra. 
- Antigamente utilizada para fazer bússolas 
 
- Proveniente da Grécia, região da Magnésia 
Materiais Magnéticos - Introdução 
Magnésia \uf0e0 \u201clugar das pedras mágicas\u201d 
pois \u201cmagicamente\u201d se atraiam 
\u2022 Magnetita 
Materiais Magnéticos - Introdução 
Grandes depósitos nas regiões: 
- Nordeste da suécia 
- Noruega 
- Alemanha 
- Itália 
- Suiça 
 
\uf0e0 Montanhas Adirondack 
 (região de Nova Iorque) 
África do Sul 
Índia 
\uf0e0 México 
\uf0e0 Diversos estados americanos (Nova 
Jérsei, Pennsylvania, Carolina do Norte, 
Virginia, Novo México, Utah e Colorado) 
\u2022 Magnetita 
Materiais Magnéticos - Introdução 
Ocorrência em seres vivos: 
 
- Bactérias Aquaspirillum magnetotacticum 
- Cérebro de: 
- Abelhas 
- Cupins 
- Peixes 
- Ursos 
- Alguns pássaros (pombos) 
- Seres humanos* 
BAKER, R R; J G Mather, J H Kennaugh. (1983-01-06). "Magnetic bones in human sinuses". Nature 301 
(5895): 79\u201380. PMID 6823284. 
Materiais Magnéticos - Introdução 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Lei de Biot-Savart 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Lei de Biot-Savart 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Lei de Biot-Savart 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Lei de Biot-Savart 
\u2022 Produto vetorial 
\u2022 Substituindo 
\ud835\udc5f =
sin \ud835\udf03
\ud835\udc4e
 
\u2022 Resolvendo a integral 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Torque em uma espira retangular 
\u2022 O elétron (carga negativa) se move no sentido contrário da corrente no circuito. 
\u2022 Regra da mão direita define o sentido da força produzida no condutor 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
Materiais Magnéticos \u2013 Revisão de conceitos básicos da física 
Magnetização 
\u2022 Interação de troca 
 \uf0e0 Tendência dos átomos adjacente terem momentos magnéticos alinhados na 
mesma direção. 
 \uf0e0 Fenômeno produzido pelo spin de elétrons adjacentes. 
 
\u2022 O alinhamento de momentos magnéticos 
de vários átomos adjacentes gera um forte 
campo magnético externo. 
Geração do campo magnético 
Materiais Magnéticos 
\u2022 Carga elétrica gera campo elétrico espontaneamente 
\u2022 Carga elétrica em movimento além de campo elétrico gera campo magnético 
Elétrons dos átomos estão sempre em movimento 
\u2022 Orbital 
\u2022 Spin 
Spin Orbital 
Campo 
magnético 
Campo 
elétrico 
Materiais Magnéticos 
Cargas elétrica iguais se movimentando em sentidos opostos anulam seus efeitos 
magnéticos 
Átomos possuem geralmente dois grupos de 
elétrons que giram em sentidos opostos. 
Quando o número de elétrons girando em 
sentidos opostos não é igual o átomo se 
torna um pequeno ímã. 
Materiais ferromagnéticos 
Geração do campo magnético 
Conceito de domínio 
Materiais Magnéticos 
Domínio 
Regiões dos materiais ferromagnéticos com um grande número de pequenas seções 
com campo magnético orientado no mesmo sentido. 
 
Cada domínio \uf0e0 Dipolo magnético 
 
Materiais ferromagnéticos possuem magnetização espontânea 
cobalto tungstênio níquel alumínio 
Compostos e ligas de ferro com: 
Conceito de domínio 
Materiais Magnéticos 
Ímã permanente natural \uf0e0 Grande parte dos domínios alinhados naturalmente 
Ímã permanente artificial \uf0e0 Grande parte dos domínios alinhados de forma induzida 
Materiais ferromagnéticos 
\u2022 Vetores campo magnético dos domínios estão desorganizados 
\u2022 Vetor resultante = somátorio de vetores \uf0e0 Resultante nula 
Conceito de domínio 
Materiais Magnéticos 
Sob a ação de um campo externo, grande parte dos domínios se alinham 
Após a retirada do campo magnético 
muitos domínios continuam 
alinhados (magnetismo residual) 
Imantação 
do material 
Material saturado 
Campo magnético externo aumenta mas não existem 
mais domínios para serem alinhados 
Retirada do campo externo após a magnetização 
Domínios voltam a se alinhar de acordo com a estrutura 
cristalina do material.... 
Eixos de mais fácil magnetização 
... mas não voltam a ser completamente aleatórios. 
Um campo magnético líquido permanece: 
HISTERESE MAGNÉTICA 
Conceito de domínio 
Materiais Magnéticos 
Comportamento Magnético e Classificação dos Materiais 
Materiais Magnéticos 
- Os materiais se comportam de formas diferentes na presença de campo magnético: 
Materiais indiferentes, não ferro-magnéticos 
- Nenhuma ação sobre as linhas de fluxo magnético 
- Sem orientação de dipólos magnéticos 
- Permeabilidade de referência \ud835\udf070(\ud835\udf07\ud835\udc5f = 1) 
 
Exemplos: 
Vácuo, ar, cobre, madeira e plásticos 
Comportamento Magnético e Classificação dos Materiais 
Materiais Magnéticos 
- Os materiais se comportam de formas diferentes na presença de campo magnético: 
Materiais paramagnéticos 
- Elétrons desemparelhados 
- Domínios alinham \uf0e0 leve aumento do campo magnético no local. 
- Concentram ligeiramente as linhas de campo magnético 
- Fracamente atraídos 
- Permeabilidade ligeiramente maior que \ud835\udf070(\ud835\udf07\ud835\udc5f > 1) 
- Propriedades magnéticas não se alteram com a temperatura 
 
 
Exemplos: 
Alumínio \ud835\udf07\ud835\udc5f = 1 + 22. 10
\u22125 
Platina \ud835\udf07\ud835\udc5f = 1 + 33. 10
\u22125 
Fraca atração 
Materiais diamagnéticos 
- Na presença de um campo magnético tem seus ímãs 
elementares orientados no sentido contrário ao 
sentido do campo magnético aplicado. 
- Fracamente repelidos 
- Domínios se alinham no sentido contrário 
- Permeabilidade ligeiramente menor que \ud835\udf070(\ud835\udf07\ud835\udc5f < 1) 
 
Exemplo: 
Bismuto \ud835\udf07\ud835\udc5f = 1 \u2212 14. 10
\u22127 
Zinco \ud835\udf07\ud835\udc5f = 1 \u2212 10
\u22125 
Prata \ud835\udf07\ud835\udc5f = 1 \u2212 2. 10
\u22125 
Chumbo 
Grafita 
*Faraday concluiu que alguns elementos e quase todos os 
compostos exibem esse tipo de magnetismo. 
Comportamento Magnético e Classificação dos Materiais 
Materiais Magnéticos 
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