Iman

Expõe aqui as tuas questões e dúvidas sobre assuntos de Física.

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Mensagempor Nuno_Monteiro em Sexta Jan 12, 2007 9:27 pm

Alguém me consegue dar uma explicação detalhada de como funciona um iman? E porque é que se cria um campo magnetico numa bobine através da movimentação do iman?

É que hoje um amigo meu perguntou-me e ele estava sempre a questionar tudo o que eu dizia que acontecia, e cheguei a uma altura em que já não sabia se estava a dizer a verdade ou a inventar uma «estória».
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Mensagempor spmatos_174 em Sexta Jan 12, 2007 11:33 pm

Esclarece-me uma coisa... Quiseste mesmo dizer que se cria um campo magnético na bobine ou que "surgia" corrente eléctrica?

[Agora estou com a sensação de que não estou a ajudar nada à tua dúvida...] Quando movimentas o iman no interior da bobina (geralmente para trás e para a frente) estás a variar o campo magnético no interior da bobine, o que induz corrente eléctrica..

Também já deves ter estudado que a corrente eléctrica ao passar num fio também cria um campo magnético à sua volta...

[Estou mesmo com a sensação que não ajudei... e espero não ter dito nada errado...]
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Mensagempor Nuno_Monteiro em Sexta Jan 12, 2007 11:41 pm

foi isso que eu disse ao meu colega só que ele depois perguntava-me porque é que isso acontecia? porque é q os campos tinham aquela direcção pq e q os electrões da bobine se moviam induzindo corrente nestas? e eu cheguei a um momento que já não sabia o que dizer.
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Mensagempor jmgb em Sexta Jan 12, 2007 11:47 pm

Em primeiro lugar, convém saberem que as forças magnéticas (correspondentes a campos magnéticos) são apenas outra "forma" da força eléctrica provocada por cargas em movimento. Não acreditam? Está uma dedução muito gira na bíblia azul do JDD (que vocês receberam no Natal), que vos permitirá ver uma aplicação da relatividade restrita a uma situação que não os habituais comboios e foguetões... :wink:

Os campos magnéticos provocados por ímanes intrigaram-me desde cedo. O ano passado, após uma sessão olímpica, lá esclareci o que tinham de especial as orbitais d do ferro para provocarem uma corrente interna constante, geradora de um campo magnético...

Eram estas as tuas dúvidas? Quanto à explicação da última coisa que referi, peço a alguém mais entendido na matéria que te explique. Eu percebi, mas para se ensinar alguma coisa, convém que se tenha percebido muito bem. :)


Abraço.
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Mensagempor jmgb em Sexta Jan 12, 2007 11:51 pm

Quanto à indução magnética por variação de intensidade de corrente num condutor e à criação de correntes eléctricas por variação de fluxo magnético numa região do espaço, penso a Wikipedia e um bom Googlanço, são um bom princípio :)

Divirtam-se! :twisted:
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Mensagempor Nuno_Monteiro em Sexta Jan 12, 2007 11:57 pm

já deste uma ajuda

mas o meu problema é que ele me faz cada vez perguntas mais chatas de responder. do tipo ele pergunto como é que os campos se formavam? eu disse que o iman tinha uma zona carregada negativamente e outra positivamente e ia haver tendência a ceder electrões por parte da zona carregada negativamente para a zona carregada positivamente. (eu sei que é uma ideia muito abestracata mas ele não é um aluno bom ele é aluno de 10-12) Mas depois ele perguntava: e porque é que há essa tendência?

Na verdade eu já nem sei o que lhe disse ao certo
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Mensagempor jmgb em Sábado Jan 13, 2007 12:04 am

eu disse que o iman tinha uma zona carregada negativamente e outra positivamente e ia haver tendência a ceder electrões por parte da zona carregada negativamente para a zona carregada positivamente.

Isto é totalmente falso. Segundo esta ideia, podias cortar o iman exactamente na fronteira do teu "negativo/positivo", e terias um monopolo magnético. Então, escrevias para uma revista científica qualquer e recebias o nobel da Física em poucos anos :)

Como disse, um campo magnético é sempre gerado por cargas eléctricas em movimento. No caso dos ímans, intrigantes pedaços de metal sem aparente corrente eléctrica a percorrê-los, estás perante correntes eléctricas a nível interno, isto é, ao nível das orbitais dos átomos constituintes (no caso do ferro, orbitais de tipo d). Nesta área, receio não poder dar-te mais pormenores por não querer arriscar dizer alguma asneira que te induza em erro... Se continuas faminto de informação, devora a Wikipedia até aos ossinhos, e recorre ao Google. :wink:


PS: Nunca subestimes ninguém. E muito menos as suas dúvidas. Se as dúvidas de alguém nos colocam em contradição, então é sinal que temos algo a aprender... :roll:
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Mensagempor Nuno_Monteiro em Sábado Jan 13, 2007 12:15 am

eu quando disse isso também me suou a asneira e disse-lhe ate q n qria falar pq podia estar a inventar mas eles insistiu.

De forma nenhuma eu o estou a substimar. quando eu referi que era aluno de 10-12 queria dizer que não é muito facil por vezes explicar as coisas a pessoas que não têm bases fortes em física. E eu sei do que falo porque fui colega dele até ao 9º e eu talvez tenha tido outra sorte de ter uma tia professora de fisica-Quimica que sempre me ajudou muito.
E sem dúvida que qualquer pergunta, vinda de quem vier pode ser muito importante, porque se não o fosse eu teria-lhe respondido facilmente e não teria necessidade de colocar a pergunta aqui no fórum

Obrigado então pelo reparo
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Mensagempor jap em Sábado Jan 13, 2007 12:42 am

Caros,


Só se conhecem duas formas de produzir campos magnéticos:

1 - cargas em movimento

2 - uma propriedade quântíca intrínseca das partículas elementares, o chamado spin.

Como o João Gama disse, Albert Einstein mostrou, usando a teoria da relatividade, que um campo eléctrico para um observador pode ser um campo magnético para outro... Aliás reparem. Imaginem um observador parado que observa uma carga em movimento: para este observador a carga eléctrica produz um campo eléctrico e um campo magnético; para outro observador que se desloque com a mesma velocidade da carga, e que portanto vê a carga parada em relação a si, não há campo magnético algum, apenas campo eléctrico!

Bom, de qualquer forma, a questão que puseram é como é que funcionam os ímans. É bastante intrigante de facto!

A primeira tentativa de explicação deveu-se a Ampere, físico francês, que sugeriu que no interior do íman haveriam minúsculos anéis de corrente que produziriam o campo magnético; o problema é que não se percebia como é que essas correntes podiam existir no interior do material sem dissiparem energia devido ao efeito de Joule! Parece que essas correntes, a existirem, seriam uma espécie de super-correntes que circulavam no material sem dissiparem energia e, portanto, sem necessitarem de qualquer "fonte de alimentação"....


Este problema só foi resolvido pela mecânica quântica: essas correntes existem, são devidas ao movimento dos electrões em torno do núcleo em determinados tipos de orbitais, como as orbitais d dos átomos de Fe.

No entanto, nem todos os imãs são do mesmo tipo. Por exemplo, nalguns ímãs, a contribuição mais importante do campo magnético não vem das correntes dos electrões mas do seu spin. O spin é uma propriedade quântica dos electrões relacionada com o seu momento magnético "intrínseco". Todos os electrões têm spin, e podem imaginá-los como pequenas bússolas. No entanto, na maioria dos materiais cada bússola aponta para seu sítio e, portanto, não resulta da sobreposição de todos os campos devidos aos spins nenhum campo magnético macroscópico. Nalguns materiais, e para temperaturas abaixo de uma certa temperatura denominada temperatura de Curie, as bússolas resolvem todas orientar-se espontaneamante para um mesmo sítio. Nesse caso, aparece uma campo magnético macroscópico e o material adquire então a propriedade de atrair a limalha de ferro e os outros fenómenos característicos dos imãs.

É dificil explicar mais neste post, mas estou à disposição para esclarecer outras dúvidas que tenham. :wink:

Mas tenham isto em atenção: o magnetismo de um imã só pode, ao fim e ao cabo, ser explicado pela mecânica quântica; qualquer tentativa de explicação clássica tem de certeza algumas falhas, ou é uma aldrabice. Se alguém conhecer as famosas "lectures on physics" do feynman poderá ler uma lição onde ele desmascara :twisted: precisamente os "modelos clássicos" do magnetismo!
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Mensagempor jmgb em Sábado Jan 13, 2007 12:49 am

Sei que um dos problemas dos modelos clássicos, era a não simetria dos acontecimentos electromagnéticos. Por exemplo, aplicando transformações de Galileu às equações de Maxwell, obtém-se um resultado diferente para o movimento de um solenóide com um iman parado no seu interior e para o movimento de um iman no interior de um solenóide parado. Como a situação é a mesma, as previsões são automaticamente paradoxais...
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Mensagempor Nuno_Monteiro em Sábado Jan 13, 2007 12:56 am

Obrigado pela explicação professor. Vou ver se a estudo com mais cuidado para a transmitir ao meu amigo porque ele pouco deve perceber de quântica. e esse foi um dos motivos que me levou a tentar fugir-lhe. mas tou a ver que tentado fugir á quântica era aldrabar.

Mais uma vez obrigado a todos
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Mensagempor spmatos_174 em Sexta Jan 19, 2007 9:23 pm

Obrigada Professor! Realmente acabou por se verificar que a minha resposta (muitíssimo incompleta) era falível... De qualquer forma valeu a dúvida so Nuno para que várias pessoas pudessem aprender alguma coisa com isso!
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Mensagempor joaoramos em Segunda Fev 12, 2007 7:18 pm

portanto, se percebi, cada electrao, pelos spin que tem, tem um certo campo magnético.
No entanto, na maioria dos casos, os campos de todos estas partículas não são colineares.
Quando um mineral é polarizado acima da temperatura de Curie, todos estes campos adquirem a mesma direcção e então magnificam o seu efeito.

É assim?



Além disso, para explicar a tendência dos electrões fluirem de um potencial mais alto para um potencial mais baixo, podes sempre fazer a analogia com dois reservatorios com alturas diferentes de água e ligados por um canal - a água flui até atingir o equilíbrio, altura em que o fluxo é igual nos dois sentidos.

(não dês o exemplo de balões cheios ligados porque como já vimos reagem curiosamente ao contrário)
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Mensagempor jap em Terça Fev 13, 2007 10:00 pm

joaoramos Escreveu:portanto, se percebi, cada electrao, pelos spin que tem, tem um certo campo magnético.
No entanto, na maioria dos casos, os campos de todos estas partículas não são colineares.
Quando um mineral é polarizado acima da temperatura de Curie, todos estes campos adquirem a mesma direcção e então magnificam o seu efeito.

É assim?



É isso mesmo! :wink: Por isso se aquecermos esse mineral acima da temperatura de Curie o magnetismo desaparece. Ele reaparecerá se arrefecermos de novo o mineral sob a acção de um canpo polarizante para alinhar os spins à medida que eles vão "congelando" os seus movimentos.
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Mensagempor pretomix em Terça Ago 21, 2007 11:19 pm

de facto o funcionamento dos ímanes desde sempre me intrigou o íman parece ser uma fonte inesgotável de energia

tenho uma duvida num íman existe alguma partícula que os pólos trocam constantemente, ou que os polos trocam com o material atraido ???

por ex o pólo positivo atrai tudo o que é negativo inclusive electrões?

:?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?: :?:
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