Mapeamento de B

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
MAPEAMENTO DE CAMPO MAGNÉTICO
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO
HENRIQUE MATEUS MOURA MACHADO ALMEIDA
MAT. 1611125
PROF. Dr. WELBERTH SANTOS FERREIRA
SÃO LUÍS
2017
SUMÁRIO
1 Introdução.........................................................................................................3
2 Fundamentação Teórica...................................................................................4
3 Fundamentação Experimental..........................................................................5
4 Discussão e Resultados ..................................................................................7
5 Conclusão ........................................................................................................8
6 Referências.......................................................................................................9
INTRODUÇÃO
Há séculos, os seres humanos observaram que determinadas pedras atraíam o ferro ou outras pedras semelhantes. Essas pedras receberam o nome de ímãs, e as propriedades que se manifestam espontaneamente na Natureza foram denominadas fenômenos magnéticos. 
Hoje, sabe-se que essas pedras contém um óxido de ferro, a magnetita, que é um imã natural.
Rádios, aparelhos de DVD, televisores, consoles de videogames. Todos os aparelhos citados utilizam ímãs em sua constituição. 
Na indústria, atualmente são mais utilizados os ímãs artificiais, obtidos a partir de processos de imantação. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Para entendermos todo o processo, precisamos primeiro definir o que seria um campo magnético . Já que campos elétricos são produzidos a partir de cargas elétricas, seria natural que campos magnéticos surgissem através de cargas magnéticas, conhecidas como monopolos magnéticos. Embora tais monopolos já tenham sido previstos em teorias, essas cargas não conseguiram ser observadas até hoje. [1] 
Podemos definir o campo magnético como uma grandeza vetorial cuja direção coincide com aquela para a qual a força é zero. Depois de medir para perpendicular à velocidade , definimos o módulo de em termos do módulo da força: 
Onde é a carga da partícula. 
Ainda podemos escrever essa equação em termos de , ficando assim: 
Em que θ é o ângulo entre as direções da velocidade e do campo magnético .
No que tange às propriedades dos ímãs, destaca-se a presença de polos em tais. Polos esses que se assemelham muito com as linhas de indução elétrica produzidas por cargas positivas e negativas. [2]
O norte dos ímãs emite as linhas de indução magnética. O polo sul recebe tais linhas. 
Há ainda a inseparabilidade dos polos, propriedade que garante que uma barra imantada, ao ser quebrada ao meio, dará origem a outros dois ímãs contendo polos norte e sul. 
Além disso, sabe-se que os ímãs exercem entre si forças de atração e repulsão. Os polos opostos se atraem, e os polos iguais se repelem. Essa propriedade foi a base para que os chineses pudessem inventar a bússola, instrumento que utiliza uma agulha imantada cujas extremidades apontam para o Norte e Sul geográfico. [3]
FUNDAMENTAÇÃO EXPERIMENTAL 
Para o experimento, foram utilizados: 
4 Ímãs ovais. 
Frasco com limalha de ferro
Mesa de acrílico transparente, contendo pedaços de metal em seu interior. 
Prego.
Bússola.
Clipes.
Retroprojetor
Em um primeiro momento, posicionamos os 4 ímãs em cima do retroprojetor. Logo depois, sobrepondo-os, colocamos a mesa de acrílico contendo os pedaços de metal. Logo após, despejamos limalha de ferro sobre a mesma. Por se encontrar um pouco úmida, a mesma não nos ofereceu uma boa demonstração das linhas de indução magnética. No entanto, ainda assim foi possível observar a nítida interferência que o campo magnético dos ímãs causa na disposição da mesma, como mostra a foto a seguir.
Fonte: Autor
A foto acima, ainda que não muito nítida, mostra a disposição da limalha de ferro sofrendo alterações por conta da presença de linhas de indução magnética. Em alguns pontos, a limalha se encontra eriçada, seguindo as linhas do campo magnético. 
Após recolhermos a limalha de ferro, nos concentramos em analisar os pedaços de alumínio contidos dentro da mesa de acrílico. Dessa forma, pudemos observar que os metais sofreram influência do campo magnético gerado pelos ímãs, como mostra a imagem a seguir. 
Fonte: Gustavo Serra
Observando a foto, é razoável afirmar que o lado esquerdo da mesma contém o polo norte magnético. 
Após feito isso, desenhamos no quadro a configuração das linhas de indução magnéticas referentes a esta etapa. 
Em seguida, encostamos um prego no polo norte dos imãs. Houve uma leve mudança nas linhas de indução magnética. Redesenhamos no quadro a nova disposição dos metais, ainda que quase insignificante. 
Logo depois, colocamos dois clipes nos ímãs, um em cada polo. Como são metálicos, foram atraídos pelo campo magnético. Ao observarmos o espectro das linhas de indução geradas pelos metais, novamente foi percebida uma leve mudança no campo. 
Utilizando agora a bússola, foi observado que a mesma sofre influência do campo magnético gerado pelos ímãs. Quando aproximada do polo sul magnético, a agulha apontava para o norte, e vice-versa, exatamente o que ocorre em relação aos polos da Terra, já que no norte geográfico se encontra o sul magnético, e no sul geográfico se encontra o norte magnético. 
Deixando a mesa de acrílico de lado, cobrimos os ímãs com uma mão, e utilizamos a bússola para descobrir se ainda assim a sua agulha detectava a presença de um campo magnético. A resposta foi afirmativa. Logo, sabe-se que as linhas de indução magnética conseguem atravessar certos materiais, inclusive o corpo humano. 
Em seguida, abrimos um clipe, que foi atritado com um ímã. Esse atrito gerou uma ordenação temporária nos spins dos elétrons do metal que compõe o ímã, ficando assim temporariamente imantado. Prova disso é que a bússola detectou sua presença, em que a extremidade norte da agulha apontava para o clipe. Além disso, a limalha de ferro fora atraída pelo clipe, que logo depois perdeu a sua capacidade de atrair. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
 Apesar de não serem muito conhecidos por boa parte da população, os ímãs possuem aplicações preciosíssimas e utilizadíssimas. Ainda que sem o nosso consentimento ou ciência, eles fazem parte do nosso dia-a-dia e a aplicação de muitas tecnologias depende das propriedades oferecidas pelos materiais imantados. 
 Durante o experimento, ficou claro que não é difícil mapear o comportamento das linhas de indução magnética, e que as mesmas podem sofrer interferência quando metais entram em cena. 
CONCLUSÃO
São inúmeras as aplicações das propriedades magnéticas no mundo da tecnologia, e isso evolui a cada dia, não só com a utilização dos ímãs naturais, ou magnetita. Mas tem-se visto uma crescente utilização dos imãs de , ou super ímãs, como são popularmente conhecidos. 
Nos casos trabalhados, observamos a influência das linhas do campo magnético sobre os pedaços de alumínio e limalha de ferro. Em ambos foi perceptível a presença das linhas de indução. 
Além disso, foi claramente visto que metais ferromagnéticos podem ser imantados, ainda que seus efeitos sejam temporários. 
REFERÊNCIAS
[1] Halliday e Resnick, Fundamentos de Física, 10° Edição, Volume III, (2016).
[2] Ramalho, Nicolau, Toledo. Os Fundamentos da Física, Volume III, (2009).
[3] Sears e Zemansky, Física III, 12° Edição, 2008.