Propriedades magnéticas da matéria

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 Física III 
 
 
 
 
PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DA MATÉRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 3 
Objetivo......................................................................................................................................... 3 
 
1. Propriedades Magnéticas da Matéria .................................................................................. 3 
2. Materiais Diamagnéticos ...................................................................................................... 3 
3. Materiais Paramagnéticos .................................................................................................... 4 
4. Materiais Ferromagnéticos ................................................................................................... 5 
 
Exercícios ...................................................................................................................................... 6 
 
Gabarito ........................................................................................................................................ 6 
 
Resumo ......................................................................................................................................... 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
Na apostila sobre Leis do Eletromagnetismo, na qual tivemos a oportunidade 
de conhecer as Leis de Faraday, de Lenz e de Neumann, estudamos os princípios e as 
aplicações destas leis, bem como as expressões matemáticas para os cálculos da 
tensão elétrica induzida e do fluxo magnético. Entendemos o que é indução 
eletromagnética e como surge a corrente elétrica induzida em uma espira circular. 
Nesta apostila iremos estudar sobre as Propriedades Magnéticas da Matéria. 
Iremos conhecer as principais diferenças e características dos materiais 
diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos. Entenderemos a razão de alguns 
materiais serem atraídos por um ímã e outros serem repelidos ou mesmo 
comportarem como indiferentes na presença de um campo magnético externo. Está 
preparado(a) para mais este desafio? Muito bem! Então, vamos aos estudos! 
Objetivo 
• Conhecer as propriedades magnéticas dos materiais; 
• Entender o comportamento magnético dos materiais; e 
• Compreender as diferenças entre os materiais diamagnéticos, 
paramagnéticos e ferromagnéticos. 
 
1. Propriedades Magnéticas da Matéria 
Para entendermos as propriedades magnéticas da matéria é necessário 
conhecer o momento dipolar magnético orbital e o momento dipolar magnético do 
spin, os quais se combinam de inúmeras formas vetorialmente no espaço. Além disso, 
existe um formalismo matemático complexo, muito utilizado na Física Quântica e na 
Engenharia e Ciência dos Materiais. Nestas condições, o objetivo desta apostila pauta, 
sobretudo, na classificação de alguns materiais, limitando, com isso, nossos estudos 
das propriedades magnéticas nas principais diferenças entre os materiais 
diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos. 
 
2. Materiais Diamagnéticos 
Basicamente, o diamagnetismo está presente em todos os materiais. Materiais 
diamagnéticos são aqueles que, quando submetidos à presença de um campo 
magnético externo, estabelecem em suas estruturas atômicas, momentos dipolares 
magnéticos, resultando, com isso, em um campo magnético no sentido contrário ao 
que foi submetido (campo magnético externo) (Figura 1). Este campo contrário 
desaparece assim que o campo externo é removido. Como resultado deste 
comportamento, os materiais diamagnéticos não são atraídos pelos imãs. Como 
 
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exemplos, podemos mencionar: o mercúrio, o ouro, o bismuto, o chumbo, a prata, 
entre outros. 
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Comportamento físico dos materiais diamagnéticos. 
 
Na Figura 1, H representa a intensidade campo magnético externo. Observe 
que, quando o material diamagnético é submetido ao campo externo, os momentos 
(dipolos) magnéticos se alinham no sentido contrário a este campo (externo). 
3. Materiais Paramagnéticos 
Materiais paramagnéticos são aqueles que, quando submetidos à presença de 
um campo magnético externo, estabelecem em suas estruturas atômicas, baixa 
interação (alinhamento parcial entre os momentos dipolares) entre os momentos 
dipolares magnéticos, resultando, com isso, em um campo magnético de baixíssima 
intensidade. Ou seja, os momentos magnéticos se alinharem fracamente no sentido 
do campo magnético externo. Porém, este fraco alinhamento desaparece assim que 
o campo magnético externo é removido. Observe a Figura 2. Como exemplos de 
materiais paramagnéticos, podemos mencionar: o alumínio, o sódio, o magnésio, o 
cálcio, entre outros. 
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Comportamento físico dos materiais paramagnéticos. 
 
 
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Na Figura 2, H representa a intensidade campo magnético externo. Observe 
que, quando o material paramagnético é submetido ao campo externo, os momentos 
(dipolos) magnéticos tendem a se alinharem fracamente no mesmo sentido do campo 
(externo). 
4. Materiais Ferromagnéticos 
Materiais ferromagnéticos são aqueles que, quando submetidos à presença de 
um campo magnético externo, estabelecem em suas estruturas atômicas, forte 
interação (intenso alinhamento entre os momentos dipolares) entre os momentos 
dipolares magnéticos, resultando, com isso, em um campo magnético de alta 
intensidade. Ou seja, os momentos magnéticos se alinharem fortemente no sentido 
do campo magnético externo (Figura 3). Fazendo uma analogia, é como se possuíssem 
uma “memória” magnética. Como resultado, os materiais ferromagnéticos são 
fortemente atraídos pelos imãs. Como exemplos destes materiais, podemos 
mencionar: ferro, níquel, cobalto, entre outros. 
 
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Comportamento físico dos materiais ferromagnéticos. 
 
Na Figura 3, H representa a intensidade campo magnético externo. Observe 
que, quando o material ferromagnético é submetido ao campo externo, os momentos 
(dipolos) magnéticos se alinham fortemente no mesmo sentido do campo (externo). 
É importante ressaltar que estes materiais são muito utilizados em núcleos de 
transformadores e motores elétricos. 
 
 
 
 
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PRATIQUE! 
 
Exercícios 
1) (CARLETO, 2019). Analisando as alternativas a seguir, assinale a que apresenta 
4 materiais paramagnéticos. 
 
a) Sódio, alumínio, prata e cálcio. 
b) Sódio, chumbo, níquel e cálcio. 
c) Alumínio, sódio, magnésio e chumbo. 
d) Sódio, alumínio, bismuto e cálcio. 
e) Sódio, alumínio, magnésio e cálcio. 
 
 
2) (CARLETO, 2019). Analisando as alternativas a seguir, assinale a que apresenta 
3 materiais ferromagnéticos. 
 
a) Ferro, prata e bismuto. 
b) Ferro, ouro e cobalto. 
c) Sódio, alumínio e magnésio. 
d) Ferro, prata e magnésio. 
e) Ferro, prata e cobalto. 
 
3) (CARLETO, 2019). Explique, resumidamente, o que diferencia um material 
diamagnético de um material ferromagnético. 
Gabarito 
Exercício 1 (comentários). 
A alternativa (a) é incorreta, pois a prata é um material diamagnético. 
A alternativa (b) é incorreta, pois o chumbo é um material diamagnético e o níquel é 
um material ferromagnético. 
A alternativa (c) também é incorreta, pois o chumbo é um material diamagnético. 
A alternativa (d) é incorreta, pois o bismuto é um material diamagnético. 
Pegue um material de prata, um de alumínio e um pedaço 
de ferro. Aproxime um imã individualmente em cada 
materiale observe o comportamento da interação entre o 
ímã e os materiais. Vale a pena praticar! Bons estudos! 
 
 
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A alternativa (e) é correta, já que os materiais sódio, alumínio, magnésio e cálcio são 
classificados como materiais paramagnéticos devido as suas propriedades 
magnéticas. 
 
Exercício 2 (comentários). 
A alternativa (a) é incorreta, pois o bismuto é um material diamagnético. 
A alternativa (b) é incorreta, pois o ouro é um material diamagnético. 
A alternativa (c) também é incorreta, pois o sódio, o alumínio e o magnésio são 
materiais paramagnéticos. 
A alternativa (d) é incorreta, pois o magnésio é um material paramagnético. 
A alternativa (e) é correta, já que os materiais ferro, prata e cobalto são classificados 
como materiais ferromagnéticos devido as suas propriedades magnéticas. 
 
Exercício 3 (comentários). 
Basicamente, o que diferencia um material diamagnético de um material 
ferromagnético é o alinhamento dos seus momentos dipolares magnéticos. Ou seja, 
em materiais diamagnéticos, os momentos magnéticos alinham no sentido contrário 
ao campo magnético aplicado externamente. Por outro lado, em materiais 
ferromagnéticos, os momentos magnéticos alinham fortemente no mesmo sentido 
do campo magnético externo aplicado. 
Resumo 
Vamos relembrar alguns pontos interessantes discutidos nesta apostila? Muito 
bem! Então, vamos lá! 
Conforme estudamos nesta apostila, os materiais diamagnéticos são 
classificados são aqueles que, quando submetidos à presença de um campo 
magnético externo, estabelecem em suas estruturas atômicas, momentos dipolares 
magnéticos, resultando em um campo magnético no sentido contrário ao que foi 
submetido. Já os materiais paramagnéticos são aqueles que, quando submetidos à 
presença de um campo magnético externo, estabelecem em suas estruturas 
atômicas, baixa interação (alinhamento parcial entre os momentos dipolares) entre 
os momentos dipolares magnéticos, resultando, com isso, em um campo magnético 
 
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de baixíssima intensidade. Por outro lado, os materiais ferromagnéticos são aqueles 
que, quando submetidos à presença de um campo magnético externo, estabelecem 
em suas estruturas atômicas, forte interação (intenso alinhamento entre os 
momentos dipolares) entre os momentos dipolares magnéticos, resultando, com isso, 
em um campo magnético de alta intensidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências bibliográficas 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física. – eletromagnetismo. v.3. 9.ed. 
Tradução e revisão técnica Ronaldo Sérgio de Biassi. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
TIPLER, A. P. Física 2/a. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A., 1990. 
TIPLER, A. P.; MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros. v.2. 6.ed. Tradução e revisão 
técnica Naira Maria Balzaretti. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
Referências imagéticas 
https://pt.quora.com/O-que-gera-o-magnetismo - Acessado em: 16/02/2019 às 14h18min.