Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING An Introduction
William D. Callister, Jr., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1991
21. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS
Magnetismo, o fenômeno pelo qual materiais mantém uma influência ou força atrativa ou repulsiva
sobre outros materiais, tornou-se conhecido há milhares de anos. Entretanto, os princípios e
mecanismos básicos que explicam o fenômeno magnético são complexos e sutis e seu entendimento
tem escapado dos cientistas até tempos relativamente recentes. Muitos dos nossos dispositivos
tecnológicos modernos se baseiam no magnetismo e em materiais magnéticos; estes incluem gerador
de potência elétrica e transformadores, motores elétricos, rádio, televisão, telefones, computadores
e componentes de sistemas de reprodução de som e de vídeo.
Ferro, alguns aços e magnetitas minerais naturalmente ocorrentes são bem conhecidos
exemplos de materiais que exibem propriedades magnéticas. Não tão familiares, entretanto, é o fato
de que todas as substâncias são influenciadas num grau ou noutro pela presença de um campo
magnético. Este capítulo fornece uma breve descrição da origem de campos magnéticos e discute os
vários vetores de campo magnético e parâmetros magnéticos; os fenômenos de diamagnetismo,
paramagnetismo, ferromagnetismo e ferrimagnetismo; alguns dos diferentes materiais magnéticos; e o
fenômeno de supercondutividade.
21.2 - CONCEITOS BÁSICOS
Dipolos Magnéticos
Forças magnéticas são geradas pelo movimento de partículas eletricamente carregadas; elas
encontram-se em adição a quaisquer forças eletrostáticas que podem prevalecer. Muitas vezes é
conveniente pensar de forças magnéticas em termos de campos. Linhas imaginárias de força podem
ser traçadas para indicar a direção da força em posições na vizinhança da fonte do campo. As
distribuições de campo magnético como indicadas por linhas de força são conhecidas para uma anel
de corrente e também numa barra magnética na Figura 21.1.
Figura 21.1 - Linhas de força de campo magnético ao redor de um anel de corrente e de uma barra
magnética.
Verifica-se que dipolos magnéticos existem em materiais magnéticos que, num certo
sentido, são análogos aos dipolos elétricos (Seção 19.17). Pode-se pensar que dipolos magnéticos
são pequenas barras magnéticas compostas de polos norte e sul em vez das cargas elétricas positiva
e negativa. Na presente discussão, momentos de dipolo magnéticos são representados por setas,
como mostrado na Figura 21.2. Dipolos magnéticos são influenciados por campos magnéticos numa
maneira similar ao modo no qual dipolos elétricos são afetados por campos elétricos (Figura 19.27).
Dentro de um campo magnético, a força do campo em si exerce um torque que tende a orientar os