21/07/10

Influência dos materias magnéticos.

As fontes de fluxo magnético nos materiais são essencialmente três: movimento orbital dos elétrons em torno do núcleo, spin dos elétrons e spin nuclear.

O efeito causado por cada uma destas três fontes, em particular as duas primeiras, é a razão de ser da classificação dos materiais em cinco classes essencialmente distintas: materiais diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos, antiferromagnéticos e ferromagnéticos.

Os materiais diamagnéticos contribuem para a redução da amplitude do campo magnético aplicado externamente.

Nestes materiais verifica-se que por si só os campos criados pelo movimento orbital e pelo spin dos elétrons se cancelam mutuamente ao nível de cada átomo, mas que a intervenção de um campo magnético exterior provoca um desequilíbrio que atrofia o campo magnético resultante, em particular devido à ação do spin.

Os materiais deste tipo apresentam permeabilidades magnéticas relativas inferiores à unidade, sendo exemplos típicos o hidrogênio, o hélio, o cobre, o ouro, o silício, o germânio e a grafite.

Os materiais paramagnéticos caracterizam-se pelo não cancelamento ao nível do átomo dos campos magnéticos associados ao movimento orbital e ao spin dos elétrons.

Cada átomo é responsável pela geração de um campo magnético, apesar de no seu conjunto o material apresentar um fluxo nulo como resultado das orientações aleatórias das contribuições individuais.

No entanto, na seqüência da aplicação de um campo magnético exterior, os campos individuais orientam-se em sentidos concordantes, conduzindo a um aumento relativo do fluxo magnético no interior do material, entre os materiais deste tipo encontram-se o potássio, o oxigênio, o tungstênio, etc.

A não compensação do spin dos elétrons é a principal fonte de linhas de fluxo nos materiais ferromagnéticos.

Nestes materiais, as forças interatómicas conduzem a uma orientação comum dos campos magnéticos em volumes relativamente extensos, designados por domínios magnéticos, mas que devido às respectivas orientações aleatórias somam um campo magnético resultante nulo.

No entanto, a aplicação de um campo magnético exterior imprime orientações concordantes aos domínios constituintes do material, podendo ser globalmente responsáveis por acréscimos fabulosos do campo magnético no interior do material.

Por outro lado, quando o campo magnético aplicado é suspenso, os diversos domínios adotam orientações aleatórias distintas das iniciais, podendo contribuir para a criação de um campo magnético remanescente não nulo.

Este fenômeno conduz ao designado ciclo de histerese do material, entre os materiais ferromagnéticos mais comuns encontram-se o ferro, o níquel, o cobalto, etc. Os materiais antiferromagnéticos caracterizam-se por um cancelamento interátomos adjacentes do campo magnético.

Os materiais deste tipo são fracamente afetados pela presença de um campo magnético aplicado.

Nos materiais ferromagnéticos o alinhamento antiparalelo entre átomos adjacentes não conduz ao cancelamento do campo magnético resultante ao nível microscópico. A aplicação de um campo magnético exterior imprime uma orientação concordante entre as múltiplas contribuições individuais, conduzindo no conjunto a aumentos significativos do campo magnético no interior do material.

Os materiais desta classe são vulgarmente designados por ferrites, encontrando-se entre as mais comuns as ferrites de níquel, cobalto, magnésio, etc.

Apesar de em geral apresentarem permeabilidades relativas inferiores aos materiais ferromagnéticos, as ferrites distinguem-se pela baixíssima condutividade elétrica, que lhes permite reduzir significativamente as perdas por efeito de Joule associadas às correntes parasitas de Foucault.

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