Trabalho de Resistencia

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Resistência dos Materiais II
								
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INTRODUÇÃO
 
 
 O magnetismo é uma propriedade dos átomos que tem origem em sua estrutura atômica. É resultado da combinação do momento angular orbital e do momento angular de spin do elétron. A forma como ocorre a combinação entre esses momentos angulares determina como o material irá se comportar na presença de outro campo magnético. É de acordo com esse comportamento que as propriedades magnéticas dos materiais são definidas. Elas podem ser classificadas em três tipos: diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos; onde as mesmas serão frisadas.
 Com este trabalho, tentaremos esclarecer ao máximo o tema abortado, para podermos direciona-lo à sociedade como forma de conhecimento. 
1.Materiais Paramagnéticos 
 Certos materiais, na presença de um campo magnético, podem sofrer alterações em suas propriedades magnéticas. Dessa forma, podemos dizer que um pedaço de metal poderia assumir a propriedade de atrair outros objetos metálicos pelo fato de ter sido exposto a um campo magnético externo. Porém, outros tipos de materiais não assumem nenhuma propriedade diferente.
 Na composição interna (microscópica) dos materiais paramagnéticos, vemos que cada átomo possui uma magnetização.
 Fig. 1.1: Material paramagnético não imantado 
 Embora seus ímãs microscópicos se encontrem totalmente desorganizados, esses materiais não apresentam nenhuma magnetização macroscópica. Podemos ver tal fato na ilustração acima. Como exemplo básico desse tipo de material, citamos o oxigênio. Quando aproximamos um material paramagnético de um ímã, os ímãs microscópicos do material tendem a se orientar tomando a mesma direção do campo magnético externo, dessa forma o material adquire magnetização. 
 
 Fig. 1.2: Um campo magnético externo tende a orientar os ímãs microscópicos de um material paramagnético.
 
 Esta nova orientação adotada pelos ímãs microscópicos do material paramagnético faz com que o material seja atraído pelo ímã. Caso o campo magnético externo cesse, os ímãs microscópicos voltam à sua orientação original (aleatória) e o campo magnético gerado pelos minúsculos ímãs volta a ser igual a zero. Assim, podemos dizer que a orientação dos ímãs microscópicos do material depende diretamente do campo magnético externo e também da temperatura. Portanto, podemos concluir que quanto maior for o campo magnético externo e menor for a temperatura, melhor será a orientação. Sem um campo magnético externo, o efeito dos ímãs microscópios é imperceptível.
1.2 Exemplos de Materiais Paramagnéticos
Fig 1.3: Hematita. Fig. 1.4: Magnésio Fig. 1.5: Lítio
2. Materiais Diamagnéticos 
 As propriedades magnéticas de um material determinam como ele se comporta na presença de um campo magnético externo. Por exemplo, um pedaço de ferro se magnetiza na presença de um campo magnético externo, já um corpo de vidro quase não é afetado pelo campo. Então podemos dizer que tais propriedades são determinadas por diferentes fatores, como por exemplo, sua composição química ou a maneira como seus átomos se organizam, entre outras. O tipo de átomo é um dos fatores determinantes para a magnetização do material. Sabemos que os elétrons contribuem para a magnetização dos átomos com seu spin e seu movimento ao redor do núcleo fazendo com que cada átomo se comporte como um pequeno ímã.
 Quando se trata de materiais diamagnéticos, os spins não contribuem para o campo magnético, pois seus elétrons sempre aparecem em pares com spins opostos. O único efeito magnético se dá em razão do movimento dos elétrons em torno do núcleo, que é análogo ao campo gerado por uma espira percorrida por corrente. Quando colocados na presença de um campo magnético externo, os materiais diamagnéticos se magnetizam de forma a criar um campo magnético contrário ao campo magnético externo. Dessa forma, os diamagnéticos são repelidos por um ímã e apresentam um campo magnético no seu interior bem menor do que o campo magnético externo que foi aplicado.
 Esse efeito foi descoberto por Faraday que o chamou de diamagnetismo. Sendo assim, alguns materiais diamagnéticos apresentam a propriedade de supercondutividade, quando resfriados a temperaturas muito baixas. Nesses materiais, a resistência elétrica é nula, o que faz com que uma corrente elétrica possa circular sem perda de energia.
2.1 Exemplos de Materiais Diamagnéticos
 
Fig. 1.6: Prata. Fig. 1.7: Cobre. Fig. 1.8: Ouro. 
3. Materiais Ferromagnéticos
 Os materiais ou substâncias ferromagnéticos compreendem um pequeno grupo de substâncias encontradas na natureza, que ao serem colocadas na presença de um campo magnético se imantam fortemente, e o campo magnético delas é muitas vezes maior que o campo que foi aplicado. É verificado que a presença de um material ferromagnético torna o campo magnético resultante centenas de vezes mais intenso. 
 O ferro, o níquel, o cobalto e as ligas que são formadas por esses elementos químicos formam o grupo dos materiais ferromagnéticos. A propriedade de serem facilmente imantados é aproveitada na obtenção de campos magnéticos de valores elevados como, por exemplo, no interior das bobinas é muito comum colocar um ferro com o intuito de aumentar a intensidade do campo magnético. 
 Com a imantação desse pedaço de ferro, o campo magnético resultante fica mais intenso que o campo criado pela corrente elétrica que passa pela bobina.
 Dessa forma, o conjunto bobina + ferro passa a se constituir um eletroímã muito forte. Os eletroímãs são largamente aplicados como, por exemplo, nos guindastes que transportam cargas muito pesadas e nos aparelhos de telefone.
 
3.1 Exemplos De Materiais Ferromagnéticos 
Fig. 1.9: Ferro. Fig. 2: Cobalto. Fig. 2.1: Níquel.
	
CONCLUSÃO
 
 O comportamento magnético dos diferentes materiais frente a um ímã permanente não é o mesmo, como se poderia pensar. Podemos classificar os materiais em três grupos, de acordo com o seu comportamento magnético. Os que são fortemente atraídos pelo ímã, como o ferro, são os materiais chamados de FERROMAGNÉTICOS. Quando colocados em uma região onde exista um campo magnético, sua presença altera a disposição das linhas de campo, concentrando-as em sua vizinhança. O resultado é um aumento da intensidade do campo magnético no interior do material, acarretando uma atração muito forte entre o material e o ímã.
 Os materiais que são fracamente atraídos pelo ímã, como o vidro, o alumínio, entre outros, são chamados de PARAMAGNÉTICOS. Sua presença em uma região onde há um campo magnético também altera a disposição das linhas de campo. Há uma ligeira aproximação dessas linhas na vizinhança do material paramagnético, acarretando um pequeno aumento da intensidade do campo em seu interior, o que resulta numa atração de baixa intensidade. Os materiais que são levemente repelidos pelo ímã, como a água, a prata, o ouro, são DIAMAGNÉTICOS. Colocados próximo de um ímã, sua presença também altera a disposição das linhas de campo. Nesse caso elas sofrem um ligeiro afastamento umas das outras, o que provoca a repulsão entre o material e o ímã.