As Leis dos Ímãs

As leis do magnetismo tiveram um efeito profundo na ciência e na cultura. Desde os primeiros anos do século 19, os cientistas trabalharam para identificar e explicar as várias leis físicas que regem o comportamento dos ímãs em uma variedade de contextos. Em 1905, a compreensão científica do magnetismo evoluiu a ponto de ajudar a impulsionar a criação da teoria da relatividade especial de Einstein. Embora uma compreensão detalhada e profunda do magnetismo exija um grande esforço, você pode obter uma ampla visão geral dessas leis fundamentais com relativa rapidez.

As leis do magnetismo foram desenvolvidas e refinadas extensivamente desde os experimentos de Orsted, Ampere e outros cientistas agora famosos no início do século XIX. A lei mais fundamental introduzida durante esse tempo é o conceito de que cada pólo de um ímã tem sua própria carga positiva ou negativa distinta e só atrai pólos de carga oposta. Por exemplo, é quase impossível evitar que dois pólos magnéticos carregados positivamente se repelam. Por outro lado, é difícil impedir que um pólo magnético com carga positiva e outra com carga negativa tente se mover um em direção ao outro.

Este conceito se torna particularmente interessante quando um ímã pré-existente é cortado em dois ímãs menores e diferentes. Após o corte, cada um dos ímãs menores tem seus próprios pólos carregados positivamente e negativamente, independentemente de onde o ímã maior foi cortado.

O conceito de pólos com cargas opostas é comumente referido como o Primeira Lei do Magnetismo.

A segunda lei do magnetismo é um pouco mais complexa e se relaciona diretamente com a força eletromotriz dos próprios ímãs. Esta lei particular é comumente referida como Lei de Coulomb.

A lei de Coulomb afirma que a força exercida pelo pólo de um ímã em um pólo adicional segue uma série de regras estritas, incluindo:

• A força está em proporção direta ao produto das forças do pólo.
• A força existe na proporção inversa ao quadrado da distância média entre os pólos.
• A força depende do meio específico em que os ímãs são colocados.

A fórmula matemática comumente usada para representar essas regras é:

F =[K x M₁xM₂) / d²]

Na fórmula, M₁ e M₂ representam as forças dos pólos, D é igual à distância entre os pólos e K é uma representação matemática da permeabilidade do meio em que os ímãs são colocados.

O Teoria de Domínio do Magnetismo fornece uma visão adicional sobre o comportamento dos ímãs. Introduzida pela primeira vez em 1906 por Pierre-Ernest Weiss, a teoria dos domínios magnéticos busca explicar as mudanças que ocorrem dentro de uma substância quando ela se torna magnetizada.

Grandes substâncias magnetizadas consistem em áreas menores de magnetismo, comumente chamadas de domínios. Dentro de cada domínio estão unidades menores chamadas de dipolos. A natureza complexa da composição magnética permite a presença contínua de magnetismo quando unidades magnéticas maiores são quebradas ou separadas.

Os ímãs não permanecem magnetizados para sempre. A desmagnetização deliberada pode ocorrer por meio da reorganização dos dipolos dentro do próprio ímã. Uma variedade de processos pode ser usada para fazer isso acontecer. Aquecer um ímã além de seu ponto Curie, que é a temperatura na qual ele manipula dipolos, é um método popular. Outro método para desmagnetizar uma substância é aplicar corrente alternada ao ímã. Mesmo sem aplicar nenhum desses métodos, um ímã desmagnetiza lentamente com o tempo como parte de um processo de degradação natural.