Materiais Eletroeletrônicos e óticos

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Ferromagnetismo
Ferromagnetismo é o nome do fenômeno dado à capacidade que certos materiais (ferromagnéticos) tem de reagir a um campo magnético. Consiste na atração destes materiais por imãs e até mesmo na persistência da magnetização 
Quando um material Ferromagnético, como por exemplo o Ferro, sofre a aplicação de um campo magnético, terá os seus dipolos atômicos alinhados com o do campo e ficará assim por tempo indeterminado, criando assim um imã. Para desmagnetizá-lo, basta aplicar um campo magnético na direção oposta ou elevar a temperatura da peça até um nível ideal, fazendo com que a organização dos elétrons se torne aleatória.
Figura 1 - Domínios magnéticos ordenados de acordo com um campo magnético (Google Imagens)
Os principais materiais ferromagnéticos existentes são :
Ferro,
Níquel, 
Cobalto  
Ligas formadas por estes elementos. 
Figura 2 - Um exemplo fácil de Ferromagnetismo que podemos encontrar no nosso dia a dia são os imãs de geladeira
Existem diferentes tipos de magnetismo na natureza e o ferromagnetismo é apenas um deles. Estes magnetismos são classificados de acordo com a intensidade e a diferença de seus efeitos.
Essas classificações são: Paramagnetismo, Diamagnetismo e Ferromagnetismo.
Figura 3 - Tipos de ordenamentos Magnéticos (Faculdade de Ciências da Universidade do Porto)
Paramagnetismo: Ocorre em materiais que necessitam estar sob a atuação de um campo magnético para que ocorra a magnetização. Quando sem o campo magnético a magnetização desaparece. É necessário o uso de aparelhos próprios para verificar esse efeito, pois o mesmo é pequeno e imperceptível. Os materiais paramagnéticos possuem elétrons desemparelhados que se alinham na presença de um campo magnético surgindo assim então um imã de baixa intensidade.
Diamagnetismo ou Antiferromagnetismo: Todos os materiais existentes podem ser considerados Diamagnéticos, porém esse efeito é de difícil observação, ainda mais quando os materiais possuem os outros tipos de ordenamentos (Paramagnetismo ou Ferromagnetismo). O fenômeno consiste na repulsão que os materiais diamagnéticos sofrem quando são expostos a campos magnéticos (se movem na direção que o campo é mais intenso para a direção que é menos intenso).
Eletromagnetismo
Eletromagnetismo é a parte da Física que relaciona a eletricidade e o magnetismo. Essa teoria baseia-se nos princípios de que  cargas elétricas em movimento geram campo magnético e que a variação de fluxo magnético produz campo elétrico.
Antigamente, acreditava-se que a eletricidade e o magnetismo eram o mesmo fenômeno físico. Entretanto, em 1600 o médico e físico inglês Gilbert escreveu um livro distinguindo as duas teorias. Apesar dessa diferenciação entre os dois fenômenos, havia fortes indícios de que existia alguma relação entre eles.
Essa relação foi descoberta pelo dinamarquês Hans Christian Oesterd em 1820, que demonstrou a existência dessa interação a partir de um simples experimento, que só foi possível graças à invenção dos geradores elétricos.
Oesterd  colocou uma agulha magnética próxima a um condutor de eletricidade. Para isso, ele utilizou uma bússola e um fio de platina em um circuito. O fio de platina, ao ser percorrido pela corrente elétrica, ficava incandescente, o que garantia uma corrente suficientemente intensa. Quando o fio era aproximado da bússola, sua agulha magnética sofria deflexão.
Figura 4 - Experimento de Oesterd
O experimento de Oersted mostrava que a corrente elétrica gerava campo magnético. Porém, em 1831, Michael Faraday, na Inglaterra, utilizou um núcleo de ferro e uma bobinas A para mostrar que a variação do fluxo magnético também gerava corrente elétrica. 
Figura 5 - Experimento de Faraday
A partir dessa experiência, ele concluiu que essa corrente elétrica ocorria em virtude da variação do campo magnético, que aparecia quando a bobina A era ligada e desaparecia quando essa mesma bobina era desligada. Esse fenômeno ficou conhecido como indução magnética ou Lei de Faraday.
Propriedades Magnéticas dos Materiais
O magnetismo é um fenômeno pelo qual os materiais exercem forças de atração ou forças de repulsão uns sobre os outros, contudo, poucos dos elementos e materiais exibem essa propriedade. O ferro, alguns aços e a magnetita, compostos intermetálicos de samário e cobalto, assim como ligas de neodímio,boro são exemplos de materiais comuns que apresentam magnetismo.
Muitos dos equipamentos eletrônicos e mecânicos industriais e domésticos dependem do magnetismo e dos materiais magnéticos: geradores e transformadores de eletricidade, motores elétricos, rádio, televisão, telefone e computadores.
Conceitos Básicos:
Forças magnéticas aparecem quando partículas eletricamente carregadas (não neutras) se movimentam.
As linhas de força saem do pólo norte em direção ao pólo sul.
Os dipolos magnéticos são análogos aos dipolos elétricos e podem ser imaginados como pequenas barras compostas de pólo norte e sul.
O momento magnético é um vetor, que em presença de um campo magnético, relaciona-se com o torque de alienação de ambos os vetores no ponto no qual se situa o elemento. O vetor de campo magnético a utilizar-se é o B (tesla).
Um campo magnético H é gerado pela passagem de uma corrente i por uma espira cilíndrica de comprimento l e contendo N voltas. O campo magnético é medido em termos de fluxo magnético no vácuo Bº (Wb/m²).
Figura 6 - Campo Magnético (http://www.estudopratico.com.br/wp-content/uploads/2014/05/campo-magnetico.png)
 Propriedades Térmicas dos Materiais
Propriedade Térmica é a resposta de um material à aplicação de calor (aumento ou redução de temperatura). À medida que um sólido absorve energia na forma de calor, a sua temperatura aumenta. As principais propriedades térmicas: 
Capacidade calorífica:
A capacidade térmica ou capacidade calorífica determina a quantidade calor que um corpo precisa receber para alterar sua temperatura em uma unidade. Cada corpo comporta-se de forma diferente ao receber uma determinada quantidade de calor.
Sendo assim, a capacidade térmica é uma grandeza que depende da quantidade de calor recebida e da variação de temperatura sofrida por um corpo. Ela pode ser definida da seguinte forma:
C = Q
     ΔT
Onde:
C: capacidade térmica;
Q: quantidade de calor;
ΔT: variação de temperatura;
A unidade de medida da capacidade térmica no SI (Sistema Internacional) é cal/ºC (calorias por grau Celsius). 
A capacidade térmica é uma propriedade dos corpos que depende apenas de sua massa, sendo assim, dois corpos feitos do mesmo material podem sofrer variações de temperatura diferentes ao receberem a mesma quantidade de calor se suas massas são diferentes. Podemos concluir, portanto, que:
c = C
     m
Onde:
C: capacidade térmica;
c: calor específico;
m: massa;
A unidade de medida do calor específico é cal/g.ºC. Essa grandeza define a quantidade de calor que deve ser fornecida ou retirada de cada 1 grama de um material para variar sua temperatura em 1ºC.
Expansão térmica:
Dilatação térmica ou expansão térmica, na termodinâmica, é o nome que se dá ao aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento de sua temperatura, que ocorre em virtude do aumento ou diminuição do grau de agitação das moléculas que constituem os corpos A dilatação ocorre de forma mais significativa nos gases, de forma intermediária nos líquidos e de forma menos explícita nos sólidos, podendo-se afirmar que: Dilatação nos gases > Dilatação nos líquidos > Dilatação nos sólidos.
Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da formula:
Onde:
α: é o coeficiente de dilatação térmica linear, que depende da natureza do material que constitui o corpo;
Lo: é o comprimento inicial do corpo;
ΔL e ΔT: são a variação do comprimento e de temperatura do corpo.
Dilatação Superficial: é a dilatação que se caracteriza pela variação da área superficial do corpo. Essa variaçãona superfície do corpo pode ser calculada por meio da seguinte expressão:
Onde:
β: é o coeficiente de dilatação térmica superficial, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação térmica linear e também depende da natureza do material que constitui o corpo, β=2α;
So: é a área da superfície inicial do corpo;
ΔS e ΔT: são a variação da área da superfície e a variação da temperatura do corpo.
Dilatação Volumétrica: é a dilatação que se caracteriza pela variação do volume do corpo. Essa variação pode ser calculada com a expressão:
Onde:
γ: é o coeficiente de dilatação térmica volumétrica, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação linear e superficial e também depende da natureza do material que constitui o corpo;
γ: 3α;
Vo: é o volume inicial do corpo;
ΔV e ΔT: são, respectivamente, a variação do volume e a variação da temperatura do corpo.
 
Figura 7 - Dilatação Linear (http://s3.static.brasilescola.uol.com.br/img/2015/11/dilatacao-termica-linear.jpg)
Condutividade térmica:
Condutividade térmica  quantifica a habilidade dos materiais de conduzir energia térmica. Estruturas feitas com materiais de alta condutividade térmica conduzem energia térmica de forma mais rápida e eficiente que estruturas feitas de materiais com baixa condutividade térmica.
Desta maneira, materiais com alta condutividade térmica são utilizados em dissipadores térmicos e materiais de baixa condutividade térmica são utilizados na confecção de objetos que visam a prover isolamentos térmicos, a exemplo, em cobertores. 
A condutividade térmica é uma característica específica de cada material, e depende fortemente tanto da pureza como da própria temperatura na qual esse se encontra (especialmente em baixas temperaturas). Em geral, a condução de energia térmica nos materiais, aumenta à medida que a temperatura aumenta, por isso temos a formula:
Onde:
K: Condutividade térmica;
∆Q: Variação da quantidade de calor;
∆t: Variação do tempo;
L: Comprimento do material;
A: Área do material;
∆T: Variação da temperatura;
Influencia da temperatura sobre o comportamento magnético
Os imãs são materiais ferromagnéticos que possuem a propriedade de atrair ou repelir outros imãs. Além disso, uma das características de materiais dessa natureza (ferromagnéticos) é se imantarem fortemente (tornarem-se imãs) na presença de um campo magnético.
Experimentalmente, observa-se que corpos condutores perdem todas as suas propriedades ferromagnéticas quando aquecidos em determinadas temperaturas. Essa temperatura é característica de cada material e recebe o nome de ponto Curie.
O Ponto Curie é a temperatura limite para que o material mantenha-se ferromagnético. Acima dessa temperatura, os domínios magnéticos são destruídos, exemplo o ponto Curie do ferro é 1043k.
Referencias:
http://www.prezi.com
http://www.brasilescola.uol.com.br
http://www.fenix.tecnico.ulisboa.pt
http://www.protolab.com.br 
http://www.mecanicaindustrial.com.br
http://www.feb.unesp.br
http://www.foz.unioeste.br
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/materiais-ferromagneticos.htm
http://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/eletromagnetismo.htm
http://www.infoescola.com/fisica/lei-de-inducao-de-michael-faraday/