Propriedade Magnética da Matéria

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Histerese Magnética

           Materiais Magnéticos

            Os materiais magnéticos podem ser agrupados em três categorias; os diamagnéticos ( c_m < 0 ) , os paramagnéticos (c_m > 0 ) e os ferromagnéticos (c_m >> 0 ).

- Diamagnetismoc_m< 0 : Quando um material, tal como o bismuto, é colocado na presença de um campo magnético externo, a resultante da densidade do fluxo magnético dentro do material é reduzida drasticamente. Os momentos magnéticos no interior do material são alinhados contra o campo externo.
        Neste sentido os materiais diamagnéticos são caracterizados, também, pelo fato de que os átomos não produzem um momento magnético permanente. Ou, mais exatamente, os efeitos das micro-correntes no interior de um dos átomos se anulam, tal que o momento magnético resultante no átomo é zero. Nessas circunstâncias, quando aplicamos um campo magnético, pequenas correntes são produzidas no interior do átomo por indução magnética. De acordo com a lei de Lenz, essas correntes são tais que se opõem ao crescimento do campo externo. Então os momentos magnéticos induzidos nos átomos serão na direção oposta ao campo magnético aplicado. Assim, os momentos magnéticos induzidos nos átomos serão na direção oposta ao campo externo. Para um material estritamente diamagnético a permeabilidade m é tipicamente menor do que m_o na relação de 1 parte em 10⁶.

- Paramagnetismoc_m> 0 : Quando um material, tal como a platina, é colocada na presença de um campo magnético externo, os momentos magnéticos do material são alinhados com o campo externo, e o fluxo de campo dentro do material é aumentado. As linhas de campo magnético externo penetram no material se alinhando com a mesma direção do campo. Em termos dos parâmetros magnéticos, os materiais paramagnéticos são caracterizados pela magnetização M na mesma direção de B. Para este tipo de material, a uma temperatura ambiente, a permeabilidade m pode exceder a m_o fator de 1 a 100 partes em 10⁶.
        Os materiais paramagnéticos são caracterizados, também, por átomos que têm um momento magnético permanente. Os movimentos orbitais dos elétrons e os spins produzem correntes circulares que são diferentes de zero.
        O paramagnetismo é completamente inexplicado em termos do eletromagnetismo clássico. Se o a magnetização dos materiais fossem atribuídas somente aos elétrons orbitando nos átomos, a partir da lei de Lenz poderíamos esperar que todos os materiais se comportariam como os diamagnéticos na presença de campo externo. A origem do paramagnetismo é o momento magnético constante associado com o spin eletrônico. Como não existe um conceito clássico equivalente ao spin (quântico) podemos afirmar que este fenômeno só pode ser explicado com a ajuda da teoria quântica.
 

- Ferromagnetismoc_m>> 0 : A propriedade peculiar dos materiais ferromagnéticos tais como o ferro, níquel e o cobalto é que a suscetibilidade magnética, a magnetização e a permeabilidade não são constantes mas dependem, para um particular material, de sua historia magnética e térmica passada. Todos os materiais ferromagnéticos são fortemente paramagnéticos, contudo, no sentido de que um campo externo aplicado pode aumentar sensivelmente a densidade de fluxo magnético no interior do material. Por exemplo, a permeabilidade m pode exceder a m_o por um fator superior a 10³.
        Os materiais ferromagnéticos têm átomos com momentos magnéticos permanentes. Esses momentos magnéticos estão alinhados, mesmo em ausência de um campo magnético externo. Entretanto a agitação térmica em temperaturas suficientemente elevadas transforma esse tipo de material em paramagnético. Nos materiais ferromagnéticos, devido ao alinhamento dos momentos magnéticos on interior do material, estes produzem um campo magnético, mesmo em ausência de campo externo.
 

Resumo Relações envolvendo campos elétrico e magnético
Campos Elétricos	Campos Magnéticos
Îo = permitividade elétrica do vácuo  Π = permitividade elétrica do material  k   = Î /Îo permitividade relativa  ce = susceptibilidade elétrica	mo = permeabilidade magnética do vácuo  m  = permeabilidade magnética do material  km = m /mo permeabilidade relativa  cm = susceptibilidade elétrica
Efeito                       Suscetibilidade Magnética                 Origem     Diamagnetismo                           cm < 0                           Lei de Lenz    Paramagnetismo                          cm > 0                          Spin eletrônico    Ferromagnetismo                        cm                                depende H Domínios magnéticos

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Last Updated: Feb./16/2001
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