O que é imagem?

A magnetização, também chamada magnetização ou polarização magnética, é a densidade dos momentos de dipolo magnético que são induzidos em um material magnético quando colocados próximos a um ímã.

Os efeitos magnéticos de um material também podem ser induzidos pela passagem de uma corrente elétrica através do material.

O efeito magnético é causado pelo movimento de elétrons em átomos, ou pelo spin de elétrons ou núcleos (Magnetization and Magnetic Intensity, 2016).

Colocado de um ponto de vista simples, é a conversão de um material (geralmente ferro) em um ímã. O nome magnetização deriva da palavra francesa aimantation que se traduz em ímã.

Quando colocada em um campo não homogêneo, a matéria é atraída ou repelida na direção do gradiente de campo. Esta propriedade é descrita pela suscetibilidade magnética da matéria e depende do grau de magnetização da matéria no campo.

A magnetização depende do tamanho dos momentos de dipolo dos átomos de uma substância e do grau em que os momentos de dipolo estão alinhados entre si.

Certos materiais, como o ferro, exibem propriedades magnéticas muito fortes, devido ao alinhamento dos momentos magnéticos de seus átomos dentro de certas pequenas regiões chamadas domínios.

Em condições normais, diferentes domínios têm campos que se anulam, mas também podem ser alinhados para produzir campos magnéticos extremamente grandes.

Várias ligas, como NdFeB (uma liga de neodímio, ferro e boro), mantêm seus domínios alinhados e são usados ​​para fazer ímãs permanentes.

O forte campo magnético produzido por um ímã típico de três milímetros de espessura deste material é comparável a um eletroímã feito de um laço de cobre que transporta uma corrente de vários milhares de amperes. Em comparação, a corrente em uma lâmpada típica é de 0, 5 amps.

Como o alinhamento dos domínios de um material produz um ímã, a desorganização do alinhamento ordenado destrói as propriedades magnéticas do material.

A agitação térmica resultante do aquecimento de um imã a alta temperatura destrói suas propriedades magnéticas (Edwin Kashy, 2017).

Definição e características da magnetização

A magnetização ou magnetização M de um dielétrico é definida por:

Onde N é o número de dipolos magnéticos por unidade de volume e μ é o momento magnético dipolar por dipolo (Griffiths, 1998). A magnetização também pode ser escrita como:

Onde β é a magnetizabilidade.

O efeito da magnetização é induzir densidades de corrente unidas dentro de um material

E uma corrente de superfície unida em sua superfície

Onde a unidade está apontando para fora normal (Weisstein, 2007).

Por que alguns materiais podem ser magnetizados enquanto outros não?

As propriedades magnéticas dos materiais estão associadas ao par de spins em seus átomos ou moléculas. Este é um fenômeno da mecânica quântica.

Elementos como níquel, ferro, cobalto e algumas das terras raras (disprósio, gadolínio) exibem um comportamento magnético único chamado ferromagnetismo, sendo o ferro o exemplo mais comum e mais dramático.

Esses materiais ferromagnéticos apresentam um fenômeno de ordenação de longo alcance no nível atômico que faz com que os spins de elétrons desemparelhados sejam alinhados paralelamente uns aos outros em uma região chamada domínio.

Dentro do domínio, o campo magnético é intenso, mas em uma amostra em massa, o material normalmente não magnetiza porque muitos domínios serão aleatoriamente orientados em relação um ao outro.

O ferromagnetismo se manifesta no fato de que um pequeno campo magnético imposto externamente, digamos, de um solenóide, pode fazer com que os domínios magnéticos se alinhem um com o outro e diz-se que o material é magnetizado.

O campo de acionamento magnético será então aumentado por um fator grande que normalmente é expresso como uma permeabilidade relativa para o material. Existem muitas aplicações práticas de materiais ferromagnéticos, como o eletroímã (ferromagnetismo, SF).

Desde 1950, e particularmente desde 1960, descobriu-se que vários compostos ionicamente ligados são ferromagnéticos, alguns dos quais são isolantes elétricos. Outros têm uma condutividade de magnitude típica de semicondutores.

Acima do ponto Curie (também chamado de temperatura de Curie), a magnetização espontânea do material ferromagnético desaparece e se torna paramagnética (isto é, permanece fracamente magnética).

Isso ocorre porque a energia térmica é suficiente para superar as forças de alinhamento interno do material.

Curie temperaturas para alguns materiais ferromagnéticos importantes são: ferro, 1043 K; Cobalto, 1394 K; Níquel, 631 K; E gadolínio, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materiais que não possuem propriedades magnéticas são chamados de diamagnéticos. Isso ocorre porque eles exibem um par de spin em seus orbitais atômicos ou orbitais moleculares.

Maneiras de magnetizar um material

1- Esfregue um metal com um imã forte

1. Reúna os materiais necessários. Para magnetizar o metal com este método, você só precisa de um imã forte e um pedaço de metal com um teor de ferro conhecido. Metais sem ferro não serão magnéticos.
2. Identifique o pólo norte do ímã. Cada ímã tem dois pólos, um norte e um pólo sul. O pólo norte é o lado negativo, enquanto o pólo sul é o lado positivo. Alguns ímãs têm os pólos rotulados diretamente sobre eles.
3. Esfregue o polo norte do centro do metal até o final. Com uma pressão firme, passe rapidamente o imã pelo pedaço de metal. O ato de esfregar o ímã no metal ajuda os átomos de ferro a se alinharem em uma direção. Acariciando repetidamente o metal dá aos átomos mais oportunidade de se alinharem.
4. Teste o magnetismo. Toque o metal contra um monte de clipes ou tente colocá-lo na geladeira. Se os grampos grudarem ou ficarem na geladeira, o metal ficou suficientemente magnetizado. Se o metal não magnetizar, continue esfregando o ímã na mesma direção através do metal.
5. Continue esfregando o ímã contra o objeto para aumentar o magnetismo. Certifique-se de esfregar o ímã na mesma direção a cada vez. Depois de dez golpes, verifique novamente o magnetismo. Repita até que o imã seja forte o suficiente para pegar os clipes. Se for esfregado na direção oposta com o Pólo Norte, isso realmente desmagnetizará o metal (How to Magnetize Metal, SF).

2- Crie um eletroímã

1. Para fazer um eletroímã, você precisará de um fio de cobre isolado, um pedaço de metal com um teor de ferro conhecido, uma bateria de 12 volts (ou outra fonte de energia CC), separadores de fios e cortadores elétricos e fita isolante.
2. Enrole o fio isolado em torno do pedaço de metal. Pegue o arame e deixe uma cauda por cerca de uma polegada, enrole o arame em volta do metal algumas dúzias de vezes. Quanto mais vezes a bobina estiver enrolada, mais forte será o ímã. Deixe uma cauda na outra extremidade do fio também.
3. Remova as extremidades do fio de cobre. Usando os trituradores de arame, remova pelo menos ¼ polegada a ½ polegada de ambas as extremidades do fio. O cobre deve ser exposto de modo que possa entrar em contato com a fonte de energia e fornecer eletricidade ao sistema.
4. Conecte os cabos à bateria. Pegue uma ponta de arame e enrole-a ao redor do terminal negativo da bateria. Usando uma fita isolante, prenda-a no lugar e verifique se o fio de metal está tocando o fio do terminal. Com o outro cabo, envolva-o e prenda-o ao redor do terminal positivo da bateria.
5. Teste o magnetismo. Quando a bateria está conectada corretamente, ela fornecerá uma corrente elétrica que faz com que os átomos de ferro se alinhem, criando pólos magnéticos. Isso leva ao metal que é magnetizado. Toque o metal contra alguns clipes e veja se consegue pegá-los (Ludic Science, 2015).