Explicamos o que é energia magnética, sua história, vantagens, desvantagens e mais características. Além disso, como funciona e exemplos.
O que é energia magnética?
O magnetismo é um fenômeno associado à força eletromagnética , uma das forças elementares do universo . Afeta em maior ou menor grau todos os materiais existentes, mas seus efeitos podem ser evidenciados principalmente em certos metais , como níquel , ferro, cobalto e suas diferentes ligas (conhecidas como ímãs ).
Essa força se manifesta na forma de campos magnéticos , capazes de gerar atração ou repulsão entre os elementos em interação, dependendo de suas polaridades magnéticas: como os pólos se repelem, os pólos opostos se atraem.
A energia magnética pode ser entendida como a capacidade da força magnética de realizar trabalho mecânico , mas também nos referimos a ela quando falamos sobre a energia que é armazenada em um elemento condutor ou em um campo magnético. Essa energia é capaz de se irradiar pelo espaço , mesmo na ausência de um meio físico, por meio do que é conhecido como radiação eletromagnética.
Os campos magnéticos são formados por radiação magnética. A luz visível, por exemplo, é formada por campos eletromagnéticos e ocupa apenas uma faixa do espectro eletromagnético . Dependendo das propriedades das ondas que compõem esse espectro, você terá luz visível, radiação ultravioleta ou radiação infravermelha, por exemplo.
O magnetismo, além disso, é um fenômeno com inúmeras aplicações utilizadas pela humanidade contemporânea, principalmente em suas fronteiras com a eletricidade , como no caso de motores, supercondutores, alternadores, etc.
Veja também: Eletromagnetismo
História da energia magnética
A energia magnética foi descoberta pelos humanos nos tempos antigos . Diz-se que os fenômenos magnéticos foram observados pela primeira vez na Grécia Antiga , na cidade Meandro de Magnésia, onde o mineral de magnetita era particularmente abundante. É precisamente daí que vem o seu nome.
O primeiro estudante de magnetismo foi o filósofo grego Tales de Mileto (625-545 aC). No entanto, na China Antiga também foi estudado em paralelo, como evidenciado por uma menção dele no Livro do Mestre do Vale do Diabo do século 4 aC. C.
O magnetismo foi amplamente estudado nos séculos posteriores, tanto por alquimistas , naturalistas e religiosos, quanto por exploradores e filósofos e especialmente após a invenção da bússola no século XIII. Além disso, o campo magnético da Terra foi descoberto na Groenlândia em 1551 .
No entanto, foi somente no século 19 que os fundamentos do magnetismo foram revelados cientificamente, graças aos avanços da física , química e eletricidade. Hans Christian Orsted, André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday e principalmente James Clerk Maxwell, com suas famosas equações, tiveram um papel indispensável nisso.
Como funciona a energia magnética?
O magnetismo ocorre devido ao movimento de cargas elétricas em objetos em interação: se as cargas presentes em dois objetos (por exemplo, dois fios energizados) se movem na mesma direção , os objetos experimentam uma força atrativa; mas se eles se moverem em direções opostas, essa força é repulsiva.
Em torno das cargas em movimento sempre haverá um campo magnético, gerado precisamente pelo movimento dessas cargas. Se outras cargas em movimento se aproximarem desse campo magnético, elas interagirão com ele. É essencial que cargas estejam em movimento para que os campos magnéticos, forças ou energia existam. Cargas em repouso (estacionárias) não produzem campos magnéticos ou fenômenos magnéticos . Os ímãs têm seu “próprio” campo magnético devido ao movimento e orientação específicos dos elétrons dentro dos átomos .
A energia magnética pode ser produzida por eletroímãs , que consistem em um fio elétrico enrolado que cobre um material magnético, como o ferro. Também pode ser produzido pela magnetização de materiais suscetíveis, sejam eles temporários (aqueles em que o campo magnético é externo e, portanto, enfraquece e desaparece) ou permanentes.
Características de energia magnética
A energia magnética tem intensidade variável , dependendo dos materiais que a produzem ou da intensidade da corrente elétrica que a gera. Devido à direção do movimento dos elétrons, os materiais magnéticos sempre têm dois pólos: positivo e negativo. Isso é conhecido como dipolo magnético.
Embora tudo o que existe seja suscetível a um certo grau de resposta magnética (a chamada suscetibilidade magnética), dependendo de seu grau de suscetibilidade podemos falar de:
- Materiais ferromagnéticos . Eles são fortemente magnéticos.
- Materiais diamagnéticos . Eles são fracamente magnéticos.
- Materiais não magnéticos . Eles têm propriedades magnéticas desprezíveis.
Vantagens da energia magnética
A energia magnética no mundo contemporâneo é extremamente vantajosa , uma vez que seu armazenamento e produção têm aplicações muito importantes para a vida humana, por exemplo, nos transportes , na medicina ou na indústria de geração de eletricidade .
Muitos materiais magnéticos ajudam a tornar a vida mais fácil para nós , desde os ímãs que colamos na geladeira, aos materiais magnéticos dentro de nossos computadores e no alternador de nossos carros, a transformadores e toda uma série de moduladores de eletricidade, que usam ímãs para manusear isto.
Por outro lado, as experiências com este tipo de energia e as aplicações a iniciativas modernas são cada vez mais promissoras. Eles podem nos aproximar de fontes de energia limpa em um futuro próximo .
Desvantagens da energia magnética
O lado fraco do uso do magnetismo é que os materiais naturalmente magnéticos não têm a intensidade do campo magnético necessária para mobilizar objetos massivos ou para transmitir sua energia indefinidamente para outros sistemas . Por isso, o usual ao usar o magnetismo é o uso do eletroímã, que requer um aporte constante de energia elétrica .
Exemplos de energia magnética
Alguns exemplos de energia magnética:
- A bússola . Sua agulha metálica se alinha com o campo magnético da Terra para apontar constantemente para o norte.
- Transformadores elétricos . São enormes caixas cilíndricas que costumam ser encontradas em postes de eletricidade e que operam internamente por meio da força de diversos ímãs, para modular o fluxo da corrente elétrica e torná-la consumível em nossas casas.
- Tomógrafos magnéticos . São dispositivos médicos usados para enviar e receber ondas eletromagnéticas através do corpo, que nos permitem ter uma ideia de como as coisas estão dentro de nós sem ter que operar.
- Trens Maglev . Eles estão em operação em muitos países do primeiro mundo e são capazes de se manter no ar devido ao impulso repulsivo de eletroímãs em sua base.
- As Luzes do Norte . Embora indiretamente, são evidências da força do campo magnético terrestre, capaz de repelir o vento solar ( partículas de plasma solar ejetadas para o espaço). As luzes que podem ser vistas nas áreas próximas aos pólos são essas partículas quando estão deslizando pela atmosfera e viajando na direção do campo magnético sem penetrar em direção ao planeta.
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