Eletromagnetismo

O que é eletromagnetismo?

O eletromagnetismo é o ramo da  física  que  estuda as relações entre fenômenos elétricos e magnéticos , ou seja, as interações entre partículas carregadas e campos elétricos e magnéticos .

Em 1821 os fundamentos do eletromagnetismo foram dados a conhecer  com o trabalho científico do britânico Michael Faraday, que deu origem a esta disciplina . Em 1865, o escocês James Clerk Maxwell formulou as quatro “equações de Maxwell” que descrevem completamente os fenômenos eletromagnéticos.

Veja também: Eletrostática

Aplicações do eletromagnetismo

Os fenômenos eletromagnéticos têm aplicações muito importantes em disciplinas como engenharia,  eletrônica ,  saúde , aeronáutica ou construção civil, entre outras. Eles aparecem na vida cotidiana, quase sem perceber, em bússolas, alto-falantes, campainhas, cartões magnéticos, discos rígidos.

As principais aplicações do eletromagnetismo são utilizadas em:

• Eletricidade .
• Magnetismo .
• Condutividade elétrica e supercondutividade.
• Raios gama e raios-x.
• A  onda eletromagnética.
• Radiação infravermelha, visível e ultravioleta.
• Ondas de rádio e microondas.

Experimentos em eletromagnetismo

Por meio de experimentos simples é possível compreender alguns fenômenos eletromagnéticos, tais como:

O motor elétrico. Para fazer um experimento que mostra uma noção básica de como funciona um motor elétrico, precisamos:

• • Um ímã
  • Uma bateria AAA
  • Um parafuso
  • Um pedaço de cabo elétrico com 20 cm de comprimento
• Primeiro passo. Apoie a ponta do parafuso no pólo negativo da bateria e apóie o ímã na cabeça do parafuso. Você pode ver como os elementos se atraem devido ao magnetismo .
• Segundo passo. Una as pontas do cabo com o pólo positivo da bateria e com o ímã (que está junto com o parafuso, no pólo negativo da bateria).
• Resultado. Obtém-se o circuito bateria-parafuso-ímã-cabo através do qual uma corrente elétrica flui através do campo magnético criado pelo ímã, e gira em alta velocidade devido a uma força tangencial constante chamada de “força de Lorentz”. Ao contrário, se você tentar juntar as peças invertendo os pólos da bateria, os elementos se repelem.

A gaiola de Faraday . Abaixo está um experimento que nos permite entender como as ondas eletromagnéticas fluem em dispositivos eletrônicos. Para isso, são necessários os seguintes itens:

• • Um rádio portátil alimentado por bateria ou telefone celular
  • Uma grade de metal com orifícios não maiores que 1 cm
  • Alicate ou tesoura para cortar a grade
  • Pequenos pedaços de arame para prender a grade de metal
  • Folha de alumínio (pode não ser necessária)
• Primeiro passo. Corte um pedaço retangular de tela de arame de 20 cm de altura por 80 cm de comprimento, para que possa ser montado um cilindro.
• Segundo passo. Corte outra peça circular de malha metálica com 25 cm de diâmetro (deve ter diâmetro suficiente para cobrir o cilindro).
• Terceiro passo. Junte as pontas do retângulo da grade metálica de forma que forme um cilindro e prenda as pontas com pedaços de arame.
• Quarto passo. Coloque o rádio ligado dentro do cilindro de metal e cubra o cilindro com o círculo de grade de metal.
• Resultado. O rádio irá parar de tocar porque as ondas eletromagnéticas de fora não podem passar pelo metal .
  Se em vez de um rádio ligado for inserido um telefone celular e esse número for chamado para fazê-lo tocar, acontecerá que ele não tocará. Caso toque, deve-se usar uma grade de metal mais grossa e orifícios menores, ou embrulhar o celular em papel alumínio. Algo semelhante acontece quando se fala no celular e entra no elevador, o que faz com que o sinal seja cortado é efeito da “gaiola de Faraday”.

Para que serve o eletromagnetismo?

O eletromagnetismo é muito útil para os humanos,  pois existem inúmeras aplicações que permitem atender às suas necessidades. Muitos instrumentos que são usados ​​diariamente funcionam devido aos efeitos eletromagnéticos . A corrente elétrica que circula por todos os conectores de uma casa, por exemplo, oferece múltiplos usos (forno de micro-ondas, ventilador, liquidificador, televisão ,  computador ) que funcionam por eletromagnetismo.

Magnetismo e eletromagnetismo

O magnetismo é o fenômeno que explica a força de atração ou repulsão entre os materiais magnéticos e as cargas em movimento .

O eletromagnetismo envolve  fenômenos físicos  produzidos por cargas elétricas em repouso ou em  movimento , que dão origem a campos elétricos, magnéticos ou eletromagnéticos, e que afetam a matéria que pode estar no estado  gasoso , líquido  e  sólido .

Exemplos de eletromagnetismo

Existem inúmeros exemplos de eletromagnetismo e entre os mais comuns estão:

• O timbre. É um dispositivo capaz de gerar um sinal sonoro ao pressionar um botão. Funciona por meio de um eletroímã que recebe uma  carga elétrica , que gera um campo magnético (efeito ímã) que atrai um pequeno martelo que atinge a superfície metálica e emite um  som .
• O trem de levitação magnética. Ao contrário do trem movido por uma locomotiva elétrica que se desloca sobre trilhos, trata-se de um meio de transporte sustentado e impulsionado pela força do magnetismo e pelos poderosos eletroímãs localizados em sua parte inferior.
• O transformador elétrico. É um dispositivo elétrico que permite aumentar ou diminuir a  voltagem  (ou tensão) de uma corrente alternada.
• O motor elétrico. É um dispositivo que converte  energia elétrica  em energia mecânica , produzindo movimento por ação dos campos magnéticos que são gerados em seu interior.
• O dínamo. É um gerador elétrico que utiliza a energia mecânica de um movimento giratório e a transforma em energia elétrica.
• O microondas. É um forno elétrico que gera radiação eletromagnética na freqüência de microondas. Essas radiações fazem vibrar as moléculas  de  água que  contêm os alimentos , resultando em um aquecimento rápido, cozinhando os alimentos.
• Imagem de ressonância magnética. É um exame médico através do qual são obtidas imagens da estrutura e composição de um organismo. Consiste na interação de um campo magnético criado por uma máquina, o ressonador magnético (que funciona como um ímã), e os  átomos de  hidrogênio contidos no corpo da pessoa. Esses átomos são atraídos pelo “efeito ímã” do aparelho e geram um campo eletromagnético que é capturado e representado em imagens.
• O microfone. É um dispositivo que detecta energia acústica (som) e a transforma em energia elétrica. Ele faz isso por meio de uma membrana (ou diafragma) que é atraída por um ímã dentro de um campo magnético e que produz uma corrente elétrica proporcional ao som recebido.
• O planeta Terra. Nosso planeta funciona como um ímã gigante devido ao campo magnético que é gerado em seu núcleo (formado por metais como ferro, níquel ). O movimento de rotação da  Terra  gera um fluxo de partículas carregadas (os elétrons dos átomos do núcleo da Terra). Essa corrente produz um campo magnético que se estende por vários quilômetros acima da superfície do planeta e repele a prejudicial radiação solar.

História do eletromagnetismo

• 600 AC C. O grego Tales observou que esfregando um pedaço de âmbar, ele se carregava e conseguia atrair pedaços de palha ou penas.
• 1820. O dinamarquês Hans Christian Oersted realizou um experimento que uniu pela primeira vez os fenômenos da eletricidade e do magnetismo. Consistia em aproximar uma agulha magnetizada de um condutor por onde circulava uma corrente elétrica. A agulha se movia de tal forma que evidenciava a presença de um campo magnético no condutor.
• 1826. O francês André-Marie Ampère desenvolveu a teoria que explica a interação entre eletricidade e magnetismo, chamada de “eletrodinâmica”. Além disso, ele foi o primeiro a nomear a corrente elétrica como tal e a medir a intensidade de seu fluxo.
• 1831. O físico e químico britânico Michael Faraday descobriu as leis da eletrólise e da indução eletromagnética.
• 1865. O escocês James Clerk Maxwell introduziu os fundamentos do eletromagnetismo formulando as quatro “equações de Maxwell” que descrevem os fenômenos eletromagnéticos.

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