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ELETROMAGNETISMO E SUAS APLICAÇÕES

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA.
CAMPUS DE SOBRAL
SAMUEL MELO COSTA
ANTÔNIO MAYKE SANTOS LOPES
JAILSON A. DE SOUSA
ELETROMAGNETISMO E SUAS APLICAÇÕES
SOBRAL – 2012
SAMUEL MELO COSTA
ANTÔNIO MAYKE SANTOS LOPES
JAILSON A. DE SOUSA
PROJETO DE PESQUISA DE METODOLOGIA CIENTÍFICA
Projeto de pesquisa de metodologia científica do 2°período do curso de Tecnólogo em Mecatrônica Industrial do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia. 
Orientador: Prof. João Batista
SOBRAL - 2012
SUMÁRIO
1- INTRODUÇÃO.......................................................................................... 06
2- APLICAÇÕES DO ELETROMAGNETISMO............................................. 07
2.1- ALGUMAS DAS APLICAÇÕES DO ELETROMAGNETISMO............... 08
2.1.1- O AQUECEDOR SOLAR..................................................................... 08
2.1.2- FORNO MICROONDAS...................................................................... 08
2.1.3- APARELHOS CELULARES................................................................ 09
2.1.4- RESSONÂNCIA MAGNÉTICA............................................................ 09
2.1.5- RADIAÇÃO INFRAVERMELHA......................................................... 09
2.1.6- RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA............................................................ 10
2.1.7- RAIO X............................................................................................... 10
2.1.8- RAIOY................................................................................................ 11
3- CONCLUSÃO........................................................................................... 11
3- METODOLOGIA....................................................................................... 11
4- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................... 12
 
1- Introdução
Eletromagnetismo é uma das principais teorias necessárias ao entendimento da matéria e suas propriedades e é uma das mais bem sucedidas da física. Além do mais, é uma das principais bases para físicos e engenheiros eletricistas, mecatrônicos e várias outras tantas profissões, em que, necessitam dele para entender os fenômenos que regem todas as teorias voltadas à área, como circuitos, transmissão e recepção de sinais e potência, correntes, resistências, capacitâncias, indutâncias, entre tantas outras. Baseada no conhecimento das quatro equações de Maxwell, eletromagnetismo aparenta ser complicado, devido à necessidade do prévio conhecimento da física, do cálculo diferencial e integral e da álgebra vetorial. Assim, é de grande necessidade o amplo conhecimento desta teoria para aplicar a novas pesquisas e tecnologias. 
O magnetismo é o ramo da física que estuda as interações elétricas e magnéticas em conjunto. Fenômeno básico no funcionamento de motores elétricos, geradores, reprodução de voz e imagem, gravação de informações na memória do computador e várias outras aplicações. Estudando os objetos que tendem atrair ou repelir outros elementos. 
Os primeiros indícios de pesquisas a esse respeito se deram na Grécia Antiga. Porém, o interesse só começou a ser fomentado a partir do século XIII. Há historiadores que afirmam ter começado com Tales de Mileto, em uma de suas viagens, chegou até a província da Magnésia, onde, possivelmente, foi descoberto o elemento com propriedades magnéticas.
A partir do século XIII, surgiram as bússolas, que eram utilizadas em viagens. Esses aparatos continham atributos do magnetismo. Mais de oito séculos se passaram até que os cientistas se atentassem a esse elemento. Oersted e Maxwell conseguiram discorrer sobre o assunto, tanto no desenvolvimento teórico, quanto no conhecimento empírico. 
O magnetismo não pode ser estudado separadamente do eletromagnetismo, uma vez que ambos têm propriedades do movimento dos elétrons. A tecnologia do magnetismo é utilizada em motores, transformadores, dínamos, em geral, nos equipamentos eletrônicos. Os materiais magnéticos são atraídos, principalmente, pelos elementos ferrosos. O objeto que está presente no cotidiano das pessoas e que representa muito bem a propriedade magnética são os ímãs.
São chamados de paramagnéticos os elementos atraídos pela ação dos ímãs. Esse fenômeno pode ser explicado da seguinte forma: os elétrons em posições diferentes se deslocam na direção do campo magnético que, como em consequência, perdem a força, o que diminui a energia. Os ferromagnéticos, pelo contrário, mantêm-se emparelhados e são fortemente atraídos pelos ímãs. Materiais como: ferro, níquel e o cobalto são exemplos de ferromagnéticos.
Os ímãs são elementos que possuem dois polos (norte e sul). Um deles, carregado negativamente e o outro positivamente. Ainda que o ímã seja desmembrado em duas partes, ambas continuarão com as extremidades norte e sul, ou seja, esse material é impossível de ser dividido. 
2- Aplicações do eletromagnetismo.
São os computadores, motores elétricos, campainhas e aparelhos de áudio e vídeos, esses típicos que as pessoas usam. Por fora, são apenas produtos expostos, seja em lojas ou mercados, mas, que na verdade, em seu interior, têm várias aplicações no ramo das ciências. Com o avanço de estudos e pesquisas, observou-se e, logo se estabeleceu uma relação entre o magnetismo e a eletricidade. Antes, como forma de obter energia, usava-se a química, com pilhas e baterias.
A parte prática dos estudos acerca do eletromagnetismo pode ser vista em vários aparelhos usados no dia a dia. Quando você chega em casa e o estômago avisa que está na hora de comer, mas você quer ter um alimento quente, rapidamente, pode usar o micro-ondas. Ele, o tempo inteiro, gera campos elétricos que oscilam no tempo. 
No momento que você precisa entrar em contato com um parente distante ou um amigo, não é necessário procurar o telefone público, se for possuidor de um telefone móvel. O aparato tecnológico faz parte do nosso dia a dia e tem muita gente que diz não conseguir viver sem ele. Os celulares captam e geram campos eletromagnéticos, através de ondas. Isso permite as comunicações à longa distância.
Aquelas chapas pretas que encontramos em casas modernas, capazes de absorver a energia solar, por incrível que pareça, recebem ondas eletromagnéticas: elas recebem a energia dos raios solares e convertem em energia elétrica. Um ótimo contribuinte para o meio ambiente, uma vez que a energia é limpa. 
Nas grandes cidades, existem prédios enormes chamados de arranha céu. Muitos deles chegam a mais de 50 andares. Para subir todos esses andares, tem que estar preparado para subir escadas. Daí então criou os elevadores. Do mesmo modo, o eletromagnetismo entra também em instrumentos usados na medicina, para os cirurgiões, nas máquinas de ressonância e outros. 
A luz, por exemplo, por ser uma onda eletromagnética, ela é estudada pela teoria do eletromagnetismo, sendo assim, todos os instrumentos óticos são aplicações do eletromagnetismo.
2.1- Algumas das aplicações do eletromagnetismo.
Fazer uma lista com todas as aplicações, utilizadas pelo eletromagnetismo, é praticamente impossível. Existem inúmeras formas de utiliza-lo, e varias outras que ainda podem ser descobertas. Aqui se encontra algumas das aplicações mais comuns:
2.1.1- O aquecedor solar:
Trata-se de uma placa metálica de cor negra que absorve radiação solar. Nesta placa ocorre a transformação da energia solar em energia térmica, isso ocorre, pois a radiação eletromagnética carrega energia consigo.
2.1.2- Forno microondas:
Este aparelho tão difundido nos lares dos brasileiros não passa de um gerador de campos elétricos oscilantes no tempo. Quando uma onda possui frequência entre 0,3GHZ e 300GHZ ela é denominada microonda, um forno de micro-ondas produz radiação de 2,5GHZ e , portanto, radiação de microondas.
As microondas causam vibrações no dipolo das moléculas de água, aquecendo-a. Sendo assim todos os alimentos que possuemágua são esquentados. O trunfo dos recipientes que pode ser levados ao microondas é exatamente este, ele não possui água em sua composição.
2.1.3- Aparelhos celulares:
Os aparelhos celulares são captadores e geradores de campos eletromagnéticos. As ondas eletromagnéticas transportam através do espaço as informações de comunicação entre dois usuários, assim é possível que um usuário que esteja no Brasil se comunique com um japonês utilizando como ponte um satélite.
2.1.4- Ressonância magnética:
Os prótons existentes nos tecidos humanos sofrem um tipo de ressonância conhecido como ressonância nuclear (fenômeno físico em que se registra a transferência de energia de um sistema oscilante para um núcleo de um átomo, quando a frequência do primeiro coincide com uma das frequências próprias do segundo) quando submetidos a campos magnéticos (gerados por bobinas supercondutoras) e absorvem uma dada quantidade de energia mais elevada, ficando em estados excitados.
A remoção do campo magnético aplicado faz com que os prótons retornem aos seus estados originais, liberando a energia acumulada sob a forma de ondas eletromagnéticas que são facilmente detectadas pela aparelhagem eletrônica. Formando assim as imagens por ressonância magnética.
2.1.5- Radiação infravermelha
São as ondas com frequências próximas do espectro visível. Possui frequências abaixo da luz visível de tom avermelhado. O comprimento de onda estaria no domínio entre 700 nm e 1mm.
Existem muitas aplicações para a radiação infravermelha. Mais recentemente ela tem sido utilizada em equipamentos para visão noturna, quando não há luz suficiente. Um corpo (como o corpo humano) a emite radiação eletromagnético na região infravermelha. Assim basta detectar a radiação emitida e traduzi-la em termos de imagens numa tela. Objetos mais quentes aparecendo com tons diferentes de objetos mais frios.
Radiação infravermelha é também utilizada em redes sem fio e aquecimento de objetos (como retirar gelo das asas de um avião antes da decolagem).
 2.1.6- Radiação ultravioleta
Também são ondas com frequências próximas do espectro visível mas na outra extremidade do espectro em relação ao vermelho. A frequência dessa radiação está acima daquela associada á luz visível de tom violeta.
A utilidade dos raios ultravioletas se faz sentir quando vamos á praia. O corpo fica bronzeado como uma reação natural, fisiológica, á exposição da pele á radiação ultravioleta proveniente do Sol. Como resposta contra a radiação ultravioleta, o corpo produz a melanina. Essa substancia dá a tão apreciada coloração ao corpo humano. Desnecessário dizer que exposição excessiva á radiação UV podem acarretar consequências desastrosas do ponto de vista da saúde humana. A pele, os olhos e o sistema imune podem ter problemas agudos e ás vezes crônicos.
Lâmpadas ultravioletas podem ser utilizadas para esterilizar ferramentas em hospitais e laboratórios. Radiação UV pode ser útil no processo de pasteurização de sucos de fruta.
2.1.7- Raios-x
É a radiação cujos fótons que a compõem têm a energia das mais altas. Estão abaixo apenas dos raios. O comprimento de onda dessa radiação está dentro do domínio de valores entre 10 e 0,01 nm. Os raios-x são parte do conjunto de radiações ditas ionizantes. Representam, portanto risco á saúde. 
Radiação ionizante é todo tipo de partícula (o onda) a capaz de ionizar átomos e moléculas. Radiação alfa, beta ou gama são exemplos de radiação ionizante.
Raios-x são empregados na área médica (diagnósticos), na área cientifica (cristalografia), e na construção civil.
 2.1.8- Raios-γ
São as ondas de maior frequência do espectro eletromagnético. Elas são compostas por fótons de maior energia. Assim, ela é capaz de ionizar quase todos os átomo e moléculas. Representam altíssimo risco para a saúde.
3- Conclusão
	 O estudo e a compreensão do eletromagnetismo acabam gerando novas tecnologias, gerando mais desenvolvimento e sustentabilidade. Investindo em energias que possam utilizar todo esse vasto campo oferecido pelo eletromagnetismo, procurando sempre uma alternativa que o ser humano possa tirar todo o seu máximo proveito das riquezas que o planeta oferece, procurando ser cada vez mais cuidadoso. Procurando sempre um meio que possa trazer desenvolvimento sem ferir o ecossistema terrestre. Esse é o principal caminho que os físicos e estudiosos devem seguir. Por que no futuro serão as poucas coisas, que desprezamos agora que irão valer muito. O eletromagnetismo pode diminuir bastante essa barreira.
4- Metodologia
	A maior parte de todo o projeto foi feita com base nos conhecimentos da equipe. Sendo que boa parte das aplicações dependiam somente de uma análise visual. Os dados mais específicos como comprimentos, frequências e outros tipos de dados, foram obtidos por meio de pesquisas em livros e sites sobre o assunto.
5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
www.fisica.ufmg.br/feletromagnetismo/
www.cienciamao.usp.br/
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física, v.3 : Eletromagnetismo. LTC, 2007.
http://www.ebah.com.br
http://efisica.if.usp.br/

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