Aula 4– Fenômenos Elétricos, magnéticos e oscilatórios.pptx

Aula 4– Fenômenos Elétricos, magnéticos e oscilatórios.pptx

1. Aula – Fenômenos Elétricos, magnéticos e oscilatórios Profª Lucile Cecília Peruzzo

2. Olá, tudo bem? Espero que sim! Bem-vindo(a) à unidade de estudo "Aplicações eletromagnéticas em contexto", na qual faremos uma jornada incrível em busca do conhecimento! 

3. Estudar o conceito, o fundamento e a aplicação matemática de geradores, transformadores, energia elétrica e indução e indutância, bem como o desenvolvimento dos potenciais recursos eletromagnéticos que somente foram possíveis após o século XVIII. OBJETIVO

4. É nesse sentido que o presente estudo se concentra na aplicação eletromagnética a partir de recentes descobertas, que proporcionaram inúmeras transformações tecnológicas. Entretanto, para se chegar no âmbito do domínio dos fenômenos elétricos, magnéticos e oscilatórios, foram necessários anos e anos de estudos de diversos físicos, químicos, matemáticos, engenheiros, entre outros.

5. https://vimeo.com/806829095

6. Antes da gente entrar nas aplicações práticas do eletromagnetismo, como motores, transformadores e geradores, vale a pena lembrar de onde tudo isso começou. A carga elétrica sempre esteve presente na natureza — seja nas tempestades com raios, no brilho das auroras, ou até na eletrização por atrito que a gente vê desde criança, esfregando uma caneta no cabelo, por exemplo. INTRODUÇÃO

7. Durante séculos, isso foi observado com curiosidade, mas sem muita compreensão. Era algo que despertava tanto fascínio quanto medo, principalmente quando aparecia de forma violenta na natureza. Só a partir do século 18 e, principalmente, no século 19, com cientistas como Coulomb, Faraday e Maxwell, é que começamos a entender que essas forças ‘invisíveis’ obedecem leis bem definidas. INTRODUÇÃO

8. E essa base teórica é que permite hoje a construção de sistemas complexos como os que a gente vai ver: motores, geradores e transformadores. Ou seja: aquilo que parecia só um fenômeno natural virou tecnologia que move o mundo." INTRODUÇÃO

9. Em tempos modernos, sabe-se que a atração entre o âmbar e a palha se deve a uma força elétrica, visto a transferência de cargas elétricas entre os corpos. Outro ponto relevante apontado por especialistas está na carga elétrica e na possibilidade da vida humana. Acredita-se que a própria vida não poderia se estruturar sem esse elemento fundante do eletromagnetismo, bem como o universo não poderia existir sem a combinação de átomos e moléculas, de reações químicas e de consequências elétricas e magnéticas. INTRODUÇÃO

10. Os fenômenos elétricos e magnéticos foram estudados, pela primeira vez, pelos filósofos da Grécia Antiga. Suas descobertas se fundamentavam em um pedaço de âmbar, pelo qual, ao ser atritado e, depois, aproximado de pedacinhos de palha, esta era atraída. Séculos se passaram até que experimentos em laboratório propostos por Joseph John Thomson exponencializou o sentido da palavra “elétron”. Thomson havia descoberto a primeira partícula elementar: o elétron. Por ter realizado essa descoberta, recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1906. INTRODUÇÃO

11. Seu trabalho descaracterizou o fluído... que Ampère considerava ser o elemento da matéria que gerava corrente elétrica. Por consequência da descoberta das partículas que fazem composição dos átomos e das moléculas, a construção do modelo base do eletromagnetismo foi findado. INTRODUÇÃO

12. É nesse sentido que se encontra a beleza do eletromagnetismo e de suas aplicações cotidianas. Desde os estudos dos fenômenos elétricos, magnéticos e oscilatórios padrões, aplicações de ferramentas tecnológicas surgiram por consequência desses estudos. INTRODUÇÃO

13. A aplicação dos fenômenos eletromagnéticos, à medida que a ciência evoluía, potencializou máquinas, dispositivos e ferramentas, tanto de pequeno porte quanto de escala global. Muitos desses equipamentos são utilizados pela maioria da população, graças aos esforços de cientistas que se doaram anos após anos para essa evolução tecnológica. . INTRODUÇÃO

14. Exemplo Podemos citar os geradores de energia, os transformadores de tensão, os circuitos elétricos e eletrônicos, a transmissão e a distribuição de energia elétrica para residências e indústrias etc. É possível afirmar que há muito mais benefícios das aplicações eletromagnéticas se comparados aos possíveis malefícios. INTRODUÇÃO

15. Mesclar fenômenos elétricos, magnéticos e oscilatórios potencializou inúmeras aplicações tecnológicas que facilitam a vida dos indivíduos. Podemos citar a revolução promovida pela internet (bem como a rede de dados móvel) como uma tecnologia que se apropria das inúmeras propriedades eletromagnéticas. INTRODUÇÃO

16. Esquema básico de um gerador de energia a partir da indução eletromagnética Essa figura mostra um gerador de energia padrão, ou seja, na sua forma mais comum. Nela, observamos os elementos que formam o gerador, sendo os principais: o conjunto de ímãs, a escova em movimento circular e o galvômetro conectado em circuito elétrico.

17. O que é um Gerador Elétrico? Dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica . Baseado no princípio da indução eletromagnética , descoberto por Faraday. É o inverso do funcionamento de um motor elétrico.

18. O que é um Gerador Elétrico? O gerador transforma movimento em eletricidade. Essa conversão acontece porque, ao movimentarmos um condutor dentro de um campo magnético, criamos uma corrente elétrica — esse é o princípio da indução de Faraday. É exatamente isso que acontece nas turbinas de hidrelétricas, por exemplo."

19. Como Funciona um Gerador? Um eixo gira, geralmente movido por turbinas (água, vapor, vento, etc.). Um campo magnético é criado por ímãs ou eletroímãs. Bobinas condutoras são atravessadas pelo fluxo magnético variável. Isso gera uma corrente elétrica induzida (Lei de Faraday–Lenz).

20. Como Funciona um Gerador? GERADOR ELEMENTAR Uma espira de fio girando em um campo magnético forma um gerador elementar, que é ligado ao circuito externo por meio dos anéis coletores.   SAÍDA DO GERADOR ELEMENTAR A força eletromotriz e a corrente de um gerador elementar mudam de direção cada vez que a espira gira 180°.  A tensão de saída deste gerador é alternada. É um ALTERNADOR

21. Gerador G erador de tensão alternada é um dispositivo que se apropria de uma bobina que gira na presença de um campo magnético. Sabe-se que o fluxo magnético por meio da espira no gerador varia à medida que a bobina gira o ângulo (Teta), sendo calculado por:

22. Gerador À medida que a bobina gira, o ângulo (Teta) varia no decorrer do tempo. A partir da aplicação matemática e da interpretação angular, descrevemos a variação do Teta a partir da frequência angular no tempo, perfazendo a expressão:  

23. Relembrando A Lei da Indução de Faraday descreve como uma variação no fluxo magnético através de uma espira ou bobina induz uma força eletromotriz ( fem ). A fórmula é: força eletromotriz induzida (em volts), fluxo magnético (em webers), variação do fluxo magnético no tempo , O sinal negativo vem da Lei de Lenz , indicando que a corrente induzida se opõe à variação do fluxo magnético que a gerou.

24. Relembrando Se você estiver lidando com uma bobina com N espiras , a fórmula se torna:

25. Gerador Reescrevendo o fluxo magnético a partir da frequência angular (Ômega), concluímos: Aplicando a lei de Faraday da indução eletromagnética, a fem pode ser calculada a partir da modelagem matemática:

26. Gerador Aplicando a ferramenta do cálculo de derivadas e a propriedade da derivada chamada regra da cadeia, a força eletromotriz induzida a partir da frequência angular e a relação trigonométrica, chegamos na fórmula:  

27. Interpretação A fem induzida varia senoidalmente no tempo (corrente alternada). A amplitude da fem é NBAω . O seno aparece porque a variação do fluxo magnético é a derivada do cosseno (ângulo da bobina girando).

28. Gerador S e for um circuito fechado de resistência R, e aplicando a lei de Ohm , podemos determinar a corrente elétrica (i) gerada no circuito a partir da expressão:

29. Gerador - Exemplo Um gerador possui uma bobina com N = 50 espiras, cada uma com área A = 0,02 m². A bobina gira em um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,5 T com velocidade angular ω = 120 rad /s. O circuito ligado à bobina possui uma resistência total R = 10 Ω. 1. Determine a expressão para a força eletromotriz induzida ℰ(t) no circuito. 2. Calcule a amplitude máxima da força eletromotriz. 3. Determine a expressão para a corrente elétrica i(t) no circuito. 4. Calcule a amplitude máxima da corrente.

30. Dentre os variados tipos de geradores, o gerador de tensão alternada é considerado uma das aplicações mais relevantes e importantes da indução eletromagnética, pois se apropria de conceitos relativos aos fenômenos elétricos, magnéticos e oscilatórios, contemplando ampla aplicabilidade no fornecimento de energia às cidades e às indústrias, tanto em áreas urbanas quanto em áreas rurais. Geradores

31. Geradores Com o objetivo de evidenciar como um gerador de energia se comporta e quais as variáveis que compõem esse dispositivo, compartilhamos a importância do uso do simulador do PhET Colorado, na aba "gerador de energia", para que você possa expandir um pouco mais o conhecimento sobre geradores, circuitos e indução eletromagnética aplicada.

32. https://vimeo.com/806907821 A partir de 3:51

33. GERADOR

34. Etapa 1: Explique o funcionamento deste gerador, descrevendo as partes que o compõem. Etapa 2: Aumente o volume d’água e verifique a intensidade do brilho da lâmpada. Explique. Etapa 3: Varie o número de espiras e a área das espiras, verificando o efeito sobre o brilho da lâmpada. Isto era esperado? Explique. Gerador - atividade prática

35. Transformadores A importância da indução eletromagnética proposta por Michael Faraday possibilitou o desenvolvimento de equipamentos e dispositivos como os transformadores. Ou seja, o transformador é um equipamento desenvolvido, utilizado e aplicado com o objetivo de reduzir ou aumentar a tensão elétrica por meio da indução eletromagnética.

36. O transformador é um dispositivo... que permite modificar uma diferença de potencial (ddp), aumentando-a ou diminuindo-a conforme a necessidade . Somente foi possível pensar em desenvolver um dispositivo como este após o século XVIII, com a indução eletromagnética.

37. Como funcionam os transformadores? Os transformadores operam com base no princípio da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday. Eles são compostos por dois enrolamentos de fio condutor, chamados de primário e secundário, que estão dispostos ao redor de um núcleo de material ferromagnético.  Quando uma corrente alternada percorre o enrolamento primário do transformador, ela cria um campo magnético variável, que se propaga pelo núcleo e induz uma corrente no enrolamento secundário.

38. Como funcionam os transformadores? A relação entre a tensão de entrada ( Vp e a tensão de saída ( Vs ​) do transformador é determinada pela relação de transformação, dada pelo número de espiras em cada enrolamento. 

39. Como funcionam os transformadores? Se o número de espiras no secundário for maior do que no primário, a tensão será elevada (transformador elevador) , como é o caso do transformador 110 para 220 volts.  Caso contrário, a tensão será reduzida (transformador abaixador), como é o caso do transformador 220 para 110 volts. 

40. A modelagem matemática aplicada no cálculo do transformador, e que relaciona as variáveis tensão elétrica e número de espiras nos enrolamentos do primário e do secundário, são detalhadas a seguir. Up : ddp de entrada. Us: ddp de saída. Np: número de espiras primários. Ns : número de espiras secundários.

41. Como sabemos, a tensão e a corrente elétricas são inversamente proporcionais, portanto, a relação para as correntes elétricas dos enrolamentos primário e secundário é invertida: Transformadores ip : corrente elétrica no enrolamento primário. is : corrente elétrica no enrolamento secundário. np : número de espiras no enrolamento primário. ns : número de espiras no enrolamento secundário.

42. Transformadores Interpretando as equações matemáticas que subsidiam a corrente elétrica e o número de espiras de um transformador, entendemos que a passagem de uma corrente elétrica alternada no enrolamento primário induz uma corrente elétrica alternada no enrolamento secundário e que a intensidade das correntes primária e secundária depende da relação entre o número de voltas em cada um dos enrolamentos.

43. Transformador ideal. Para ser classificado nesse fim, é necessário conter um núcleo de ferro incluído nos dois enrolamentos: o enrolamento primário, com Np espiras, e o enrolamento secundário, com Ns espiras. Nesse sentido, se o enrolamento primário está ligado a um gerador de corrente alternada, a relação entre as tensões do enrolamento primário e do enrolamento secundário é dada por:

44. Transformador ideal. A relação entre as correntes nos dois enrolamentos é dada por : Em que: N: número de espiras i: corrente elétrica.

45. No quesito resistência equivalente do circuito secundário, do ponto de vista do gerador, podemos escrever a relação matemática que a determina da seguinte forma: Transformador ideal. R é a carga resistiva do circuito secundário e a razão Np/ Ns chamada de relação de espiras do transformador.

46. A finalidade de um transformador é alterar a tensão elétrica a partir do número de espiras nos enrolamentos primário e secundário. Por exemplo, se o número de espiras do secundário é maior que o do primário, a tensão é elevada. Se o número de espiras do secundário é menor que o do primário, a tensão será diminuída. Transformador ideal.

47. O transformador  é um equipamento ... que funciona como “elevador” ou “ rebaixador ” da ddp, a depender da necessidade. A partir da modelagem matemática, podemos constatar que, se um transformador diminui a tensão elétrica, automaticamente, é aumentada a intensidade da corrente elétrica de saída; e a recíproca é verdadeira.

48. É importante ressaltar que, no conjunto anterior, entende-se que a potência aplicada no circuito é mantida constante e que é possível determinar a valor dessa grandeza multiplicando a tensão elétrica (ddp) pela intensidade da corrente elétrica, evidenciando a relação . É importante ressaltar também que, em algumas literaturas, utiliza-se a letra V, assim como a letra U, para representar a tensão elétrica (ou a ddp)  

49. Transformadores

50. Como observamos na imagem, o transformador consiste em dois enrolamentos de fios, primário e secundário, envolvidos em um núcleo metálico, tendo por entrada a corrente elétrica no enrolamento primário ( ip ) e, por saída, a corrente elétrica no enrolamento secundário ( is ). A constituição do transformador por dois enrolamentos de fios classificados como primário e secundário se fundamenta na seguinte observação: é de conhecimento que o dispositivo transformador somente é alimentado (entrada) por corrente alternada. Transformadores

51. Transformadores O transformador somente funciona na corrente alternada (CA), visto o princípio da indução, o qual se fundamenta na transferência de potência por intermédio do campo magnético. O fundamento da indução eletromagnética está na corrente variável, no caso, a corrente alternada. A corrente alternada varia ora em ponto máximo, ora em ponto mínimo durante o ciclo de transferência, gerando um comportamento/padrão de onda senoidal.

52. Transformadores Se aplicarmos uma corrente contínua (CC) na bobina primária, o campo magnético permanecerá constante e não induzirá uma força eletromotriz na bobina secundária. Ou seja, o transformador somente funciona com a CA, visto que, nesse tipo de corrente, existe um campo magnético que varia no tempo, mudando a polaridade a partir da corrente.

53. Transformadores O transformador possui duas bobinas,... e, quando uma corrente alternada é aplicada sobre a bobina primária, é gerado um campo magnético variável em volta dela por intermédio da indução eletromagnética e da força eletromotriz induzida.

54. Transformadores Em virtude de a bobina secundária estar bem próximo da bobina primária, o fluxo magnético variável se deslocará sobre ela, de forma que a bobina primária provoca uma indução de tensão elétrica induzida na bobina secundária.

55. Tipos de transformadores É comum alguns setores da elétrica ou pessoas especialistas nessa área chamarem o transformador de trafo . É isso mesmo, o transformador também pode ser chamado de trafo . Estranho, entretanto não incorreto. Trafo (ou transformador) é um dispositivo completo em seus elementos, que transmite a potência elétrica de um circuito para o outro, alternando e induzindo tensões por meio do magnetismo.

56. Tipos de transformadores Aplica-se um fluxo magnético variável, gerando corrente elétrica induzida que segue o determinado circuito. Nesse sentido, o transformador altera grandezas físicas fundamentais para o pleno funcionamento de máquinas e equipamentos. Por esse e outros motivos, consideramos o trafo um dispositivo de grande importância para a sociedade.

57. A partir do desenvolvimento dos transformadores, foi possível transportar grandes quantidades de energia elétrica mantendo uma eficiência do sistema elétrico em um nível aceitável, sem grandes perdas. Outra função dos transformadores ocorre no uso de uma tensão elétrica convertida para o padrão das residências, sendo essa frequência mais segura, portanto, menos perigosa. Tipos de transformadores

58. Tipos de transformadores Cabe ressaltar que existem transformadores para todos os "tipos e gostos". São diversos modelos, tamanhos e marcas de transformadores empregados nas mais variadas áreas. Seja na área residencial, seja na área industrial, desde a eletrônica até os sistemas de potência. Compartilhamos, a seguir, alguns tipos e algumas definições de transformadores.

59. Transformador de Potência Uso: Subestações, transmissão de energia. Função: Eleva ou reduz a tensão em sistemas de alta potência. Exemplo: De 13,8 kV para 138 kV.

60. 2. Transformador de Distribuição Uso: Em postes e redes de bairro. Função: Reduz a tensão da rede elétrica para uso residencial ou comercial. Exemplo: De 13,8 kV para 220 V ou 127 V.

61. Transformador Elevador (Step- up ) Função: Aumenta a tensão. Aplicação: Saída de usinas para linhas de transmissão.

62. Transformador Redutor (Step- down ) Função: Reduz a tensão. Aplicação: Alimentação de residências, indústrias, equipamentos.

63. Transformador de Medição Tipos: De corrente (TC): Mede corrente. De potencial (TP): Mede tensão. Função: Permite medição segura em sistemas de alta tensão.

64. Autotransformador Função: Usa uma única bobina com taps (derivações). Vantagem: Mais compacto e eficiente. Aplicação: Regulação de tensão em linhas e motores.

65. Exercício – Um transformador ideal possui 600 espiras no primário e 150 espiras no secundário . A tensão de entrada (primário) é de 220 V e o transformador alimenta uma carga de 6 A no secundário. Qual é a tensão no secundário ? Qual é a corrente no primário ? Esse transformador é elevador ou redutor ? Verifique a potência no primário e no secundário (lembrando que o transformador é ideal).

66. Tensão no secundário Usamos a relação de espiras e tensão :

67. Corrente no primário Em transformadores ideais:

68. Tipo do transformador Como a tensão diminui de 220 V para 55 V , ele é um: Potência Transformador ideal: potência primária = potência secundária Primário: Secundário: Secundário:

69. Na tentativa de dinamizar o transformador, sugerimos que você manipule o simulador PhET Colorado, na aba "transformador", para que possa conhecer um pouco mais sobre as aplicações da indução eletromagnética. https://phet.colorado.edu/sims/html/faradays-electromagnetic-lab/latest/faradays-electromagnetic-lab_all.html?locale=pt_BR

70. https://phet.colorado.edu/sims/html/faradays-electromagnetic-lab/latest/faradays-electromagnetic-lab_all.html?locale=pt_BR

71. Presente em motores, sensores, e armazenamento de dados Fundamental para o desenvolvimento tecnológico; Essencial em diversas engenharias (elétrica, mecatrônica, computação) PROPRIEDADES MAGNÉTICAS

72. Propriedades magnéticas Magnetismo: de onde veio tudo isso? Uso da magnetita na antiguidade (bússolas) Avanços com a eletricidade no século XIX Evolução até a microeletrônica e nanotecnologia

73. Magnetismo está em toda parte Motor elétrico → "Movimento via campos magnéticos" HD → "Dados como 0 e 1, via alinhamento magnético" Carros elétricos → "Imãs permanentes potentes"

74. Dipolos magnéticos: a base do magnetismo Tudo começa no átomo O magnetismo surge do movimento dos elétrons . Dois tipos de movimento: 🌀 Orbital (em torno do núcleo) 🔄 Spin (rotação sobre o próprio eixo) "Cada elétron se comporta como um minúsculo ímã. Quando seus spins se anulam em pares, não há magnetismo líquido. Mas se sobrar algum ' ímãzinho ' desequilibrado, temos um material com propriedades magnéticas!"

75. O magnetismo surge do movimento dos elétrons .

76. DIPOLOS MAGNÉTICOS As forças magnéticas são geradas pelo movimento de partículas carregadas eletricamente. Esse movimento gera em torno das partículas uma região de influência denominada de campo. As distribuições de campo podem ser representadas por linhas de força.

77. DIPOLOS MAGNÉTICOS Os dipolos magnéticos podem ser considerados como pequenos ímãs compostos por um polo norte e um polo sul.

78. Materiais magnéticos Cada elétron pode ser considerado como estivesse girando ao redor de um eixo. O momento magnético tem sua origem nesse movimento de rotação e está direcionado ao longo do eixo de rotação. Cada elétron, então pode ser considerado como um pequeno ímã que possui momentos magnéticos orbital e de spin.

79. Magnetismo atômico e material Momento magnético total = soma dos spins e órbitas Quando aplicamos um campo magnético externo (H), os dipolos se alinham Isso gera a magnetização (M) do material "O momento magnético total de um material depende da desorganização ou alinhamento dos seus dipolos. E é aí que entram os conceitos de campo magnético H e indução magnética B ."

80. GRANDEZAS MAGNÉTICAS O campo magnético aplicado externamente algumas vezes é chamado de intensidade de campo magnético (H). Se o campo magnético for gerado por meio de uma bobina cilíndrica ( solenóide ), a intensidade de campo magnético pode ser calculada por:

81. Grandezas magnéticas

82. Grandezas magnéticas

83. GRANDEZAS MAGNÉTICAS A indução magnética ou densidade de campo magnético (B) representa a magnitude da força do campo interno de uma substância que está sujeita a um campo H . A intensidade de campo magnético e densidade de campo magnético estão relacionados por: O parâmetro μ é chamado de permeabilidade que é uma propriedade do meio específico através do qual o campo H passa e por onde B é medido.

84. TIPOS DE COMPORTAMENTO MAGNÉTICO Como os materiais respondem ao magnetismo? 🟤 Diamagnéticos – Repelem o campo H 🟢 Paramagnéticos – Alinham-se levemente com H 🔵 Ferromagnéticos – Alinham-se fortemente (retêm magnetismo) 🟠 Ferrimagnéticos – Dipolos parcialmente anulados ⚫ Antiferromagnéticos – Dipolos se anulam

85. Diamagnetismo É uma forma muito fraca de magnetismo que não é permanente e que persiste apenas enquanto um campo externo é aplicado . Ele é induzido por uma mudança no movimento orbital dos elétrons causada pela aplicação do campo externo aplicado. O campo induzido se opõe ao campo externo aplicado. FORMA DE MAGNETISMO QUE NÃO APRESENTA IMPORTÂNCIA PRÁTICA.

86. Diamagnetismo As setas na figura acima representam momentos de dipolo atômico de uma material diamagnético quando submetido a um campo externo (H). Exemplos: óxido de alumínio, cobre, ouro, mercúrio.

87. PARAMAGNETISMO Dipolos permanentes, mas desorganizados Quando H é aplicado → alinhamento temporário μr > 1 , mas muito próximo de 1 Sem magnetização residual " O material parece 'se animar' com o campo, mas assim que o desligamos, tudo volta ao caos. Ainda assim, é importante para aplicações específicas, como sensores."

88. paramagnetismo

89. FERROMAGNETISMO: OS SUPER-ÍMÃS Dipolos naturalmente alinhados Domínios magnéticos reforçam o campo Mantêm magnetização mesmo sem H μr >> 1 " É aqui que estão os ímãs permanentes, motores e transformadores. Materiais como ferro, níquel e cobalto fazem parte desse grupo." Curiosidade: Um ímã pode desmagnetizar com impacto, calor ou corrente alternada

90. Ferrimagnetismo No ferrimagnetismo, os momentos magnéticos dos átomos do material se alinham de forma antiparalela (em direções opostas), porém de forma não igual, com um momento magnético resultante diferente de zero. Assim, uma magnetização espontânea permanece no material. Isso ocorre, geralmente, quando os conjuntos de átomos consistem em diferentes materiais ou ainda íons, como Fe 2+  e Fe 3+ .

91. FERRIMAGNETISMO No ferrimagnetismo, os momentos magnéticos dos átomos do material se alinham de forma antiparalela (em direções opostas), porém de forma não igual, com um momento magnético resultante diferente de zero. Assim, uma magnetização espontânea permanece no material. Isso ocorre, geralmente, quando os conjuntos de átomos consistem em diferentes materiais ou ainda íons, como Fe 2+  e Fe 3+ .

92. Antiferromagnetismo: dipolos em oposição Dipolos alinhados de forma antiparalela Magnetização líquida nula Exemplo: MnO "Os dipolos se organizam, mas como cada um aponta em direção oposta ao vizinho, o resultado final é zero magnetização."

93. Antiferromagnetismo: dipolos em oposição Dipolos alinhados de forma antiparalela Magnetização líquida nula Exemplo: MnO "Os dipolos se organizam, mas como cada um aponta em direção oposta ao vizinho, o resultado final é zero magnetização."

94. Influência da temperatura Quando a temperatura do material aumenta, as vibrações dos átomos dentro dele também aumentam. Isso faz com que os dipolos magnéticos (os “mini ímãs” internos) fiquem mais desordenados, dificultando o alinhamento deles. Com os dipolos mais desorganizados, o material perde parte do seu magnetismo. Quanto mais quente, menos magnetizado ele fica. Quando atinge a temperatura crítica pede o poder de magnetização

95. INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA Quando a temperatura do material aumenta, as vibrações dos átomos dentro dele também aumentam. Isso faz com que os dipolos magnéticos (os “mini ímãs” internos) fiquem mais desordenados, dificultando o alinhamento deles. Com os dipolos mais desorganizados, o material perde parte do seu magnetismo. Quanto mais quente, menos magnetizado ele fica.

96. DOMÍNIOS magnéticos S ão pequenas regiões dentro de um material ferromagnético (como ferro, níquel ou cobalto) onde os momentos magnéticos dos átomos estão todos alinhados na mesma direção. Dentro de um domínio: os "ímãs atômicos" (ou dipolos magnéticos) apontam todos para a mesma direção → criando um campo magnético local forte . Entre os domínios: os alinhamentos são aleatórios ou opostos → o campo magnético total do material pode ser fraco ou até nulo.

97. DOMÍNIOS magnéticos Imagine o material dividido em "mini ímãs" (os domínios). Se todos esses mini ímãs apontam em direções diferentes → o efeito se cancela. Mas se todos se alinham na mesma direção → o material vira um ímã forte .

98. DOMÍNIOS E HISTERESE A figura mostra as etapas de magnetização de um material ferromagnético para diferentes valores de campo externo aplicado. Os círculos representam domínios magnéticos dentro do material:

99. HISTERESE Em um gráfico que relaciona a intensidade do campo magnético aplicado H com a magnetização B, a curva forma um loop , chamado de loop de histerese . Esse loop mostra a resistência do material em perder a magnetização e explica porque ímãs permanentes funcionam.

100. HISTERESE O gráfico de histerese mostra a relação entre: H — intensidade do campo magnético aplicado (no eixo horizontal) e B — indução magnética ou magnetização do material (no eixo vertical) Quando você aumenta o campo magnético H de zero até um valor máximo , o material vai se magnetizando, e B cresce. Depois, quando você diminui H de volta para zero , B não volta para zero, ele fica num valor positivo, chamado remanência (Br​). Se continuar diminuindo H para valores negativos, B vai passar por zero e atingir um valor negativo chamado força coercitiva ( Hc ​) — é o campo magnético que “desfaz” a magnetização. Agora, aumentando H de volta para positivo, B também vai subir, fechando o caminho.

101. DOMÍNIOS E HISTERESE Materiais magnéticos moles O loop de histerese é estreito, o que significa que o material perde pouco energia ao ser magnetizado e desmagnetizado. Exemplos: aço doce, ferro puro. Uso: Núcleos de transformadores, eletroímãs, onde se deseja magnetização fácil e reversível.

102. DOMÍNIOS E HISTERESE Materiais magnéticos duros São usados em ímãs permanentes que devem possuir uma alta resistência à desmagnetização. mantém o magnetismo mesmo depois que o campo externo é removido e é difícil desmagnetizar . Exemplos: ligas de neodímio, samário-cobalto. Uso: Ímãs permanentes, dispositivos que precisam manter o magnetismo.

103. Aplicação das propriedades magnéticas Motor elétrico e gerador Um motor elétrico que utiliza eletroímãs no estator giratório para gerar movimento. 109 Como funciona? Quando a corrente elétrica passa por uma bobina dentro do motor, ela cria um campo magnético. Esse campo interage com o campo magnético dos ímãs permanentes do motor. O que acontece? Os campos magnéticos se repelem ou atraem, fazendo a bobina girar. Resultado: Energia elétrica é convertida em energia mecânica (movimento).

104. Armazenamento magnético 110 Armazenamento magnético e gravação magnética são termos da engenharia que se referem ao armazenamento de dados em um meio magnetizado . O armazenamento magnético utiliza diferentes padrões de magnetização em um material magnetizável para guardar dados e é uma forma de memória não volátil . As informações são acessadas por meio de uma ou mais cabeças de leitura/gravação.

105. Mancal magnético ) Um mancal magnético é um mancal que suporta uma carga utilizando levitação magnética. Mancais magnéticos sustentam máquinas em movimento sem contato físico ; por exemplo, eles podem levitar um eixo rotativo e permitir movimento relativo com atrito muito baixo e sem desgaste mecânico." 111

106. Angiografia por Ressonância Magnética (ARM ) Uma angiografia por ressonância magnética (ARM) é um tipo de exame de ressonância magnética (RM) que utiliza um campo magnético e pulsos de energia de ondas de rádio para fornecer imagens dos vasos sanguíneos dentro do corpo. Em muitos casos, a ARM pode fornecer informações que não podem ser obtidas por meio de raios-X, ultrassonografia ou tomografia computadorizada (TC). 112