Fundamentos do Magnetismo e Eletromagnetismo: História e Conceitos

Fundamentos do Magnetismo e Eletromagnetismo

O princípio básico de todos os fenômenos magnéticos é que, quando cargas elétricas estão em movimento, surge uma força entre elas, chamada força magnética.

Marcos Históricos e Conceitos Essenciais

1820: Efeito Oersted

Hans Christian Oersted descobriu acidentalmente que uma corrente elétrica produz um campo magnético capaz de desviar a agulha da bússola.

1831: Linhas de Força (Michael Faraday)

Criadas por Michael Faraday, as linhas de força (ou linhas de campo magnético) ajudam a explicar o comportamento das forças agindo à distância.

Propriedades das Linhas de Campo Magnético

• Toda linha de campo magnético vai do polo norte ao polo sul magnéticos.
• A intensidade do campo magnético é diretamente proporcional ao número de linhas de campo por unidade de área.
• Linhas de campo nunca se cruzam.
• São linhas fechadas e contínuas, sem ruptura na superfície do ímã.
• O vetor campo magnético (B) é tangente à linha de campo em qualquer ponto dado.

Pierre de Maricourt

Pierre de Maricourt verificou a inexistência de monopolos magnéticos.

André-Marie Ampère

André-Marie Ampère descobriu que dois fios transportando corrente elétrica podem atrair ou repelir um ao outro, como dois ímãs. Ampère explicou o magnetismo natural assumindo que a corrente elétrica era causada pela atuação em nível molecular.

Michael Faraday e a Indução Eletromagnética

Michael Faraday desenvolveu as ideias que levaram à teoria da indução eletromagnética, mostrando que campos magnéticos variáveis podem gerar correntes elétricas.

1860: James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell desenvolveu as teorias de campo e concluiu que campos magnéticos podem ser criados por campos elétricos variáveis, unificando eletricidade e magnetismo.

Força de Lorentz

A Força de Lorentz é uma força desviante experimentada por partículas eletricamente carregadas quando entram em uma região com campo magnético homogêneo (onde a intensidade é igual em todos os pontos).

1897: Joseph John (J.J.) Thomson

Em 1897, Joseph John (J.J.) Thomson, utilizando um tubo de raios catódicos, descobriu experimentalmente a relação entre a carga e a massa dos elétrons (q/m), também conhecida como a razão carga-massa específica do elétron.

Quando dois condutores transportando corrente elétrica estão próximos, eles experimentam uma força atrativa ou repulsiva devido à interação entre os campos magnéticos gerados pelas correntes.

O Experimento de Oersted

Em 1820, enquanto trabalhava em seu laboratório, Oersted montou um circuito elétrico e colocou uma agulha magnética próxima a ele. Na ausência de corrente no circuito (circuito aberto), a agulha magnética estava orientada no sentido Norte-Sul, como esperado. A montagem mostrada na Figura 4 é similar à realizada por Oersted. Observe que um segmento do circuito deve ser colocado em paralelo com a agulha, ou seja, deve estar alinhado na direção Norte-Sul.

Ao estabelecer uma corrente no circuito, Oersted observou que a agulha magnética se desviava, tendendo a se orientar perpendicularmente ao condutor. Ao interromper o fluxo da corrente, a agulha retornava à posição original na direção Norte-Sul (NS).

Essas observações de Oersted mostraram que uma corrente elétrica pode atuar como um ímã, causando o desvio de uma agulha magnética. Esta foi a primeira vez que se estabeleceu uma relação próxima entre eletricidade e magnetismo: uma corrente elétrica pode produzir efeitos magnéticos.