Em física, “eletromagnetismo” é o nome empregado à teoria unificada desenvolvida por James Maxwell para explicar a relação entre a eletricidade e o magnetismo, tendo por base o conceito de campo eletromagnético.
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De acordo com a física atual, existem quatro forças fundamentais na natureza: a força “forte”, a “fraca”, a “gravitacional” e a “eletromagnética”. Dessas, a força eletromagnética é a única que intervém tanto no nível das partículas subatômicas quanto no universo macroscópio. Entretanto, sua presença muitas vezes é disfarçada pela neutralidade global decorrente da compensação das forças elétricas – ainda que seja ela mesma a responsável por assegurar a coesão do átomo e a combinação destes em moléculas.
Lei de Coulomb
A interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas é definida segundo a chamada Lei de Coulomb – em homenagem ao seu descobridor, o físico francês Charles Augustin de Coulomb. A referida lei tem aplicação semelhante á famosa Lei de Newton para a gravitação, já que em ambos os casos a intensidade das forças decresce com o quadrado da distância. Para a gravitação definida por Newton, entretanto, a força se relaciona com a massa gravitacional, e no caso da Lei de Coulomb, há as cargas elétricas. Todavia, a força elétrica pode ser tanto atrativa quanto repulsiva, dependendo do sinal das cargas envolvidas.
A existência desses dois tipos de cargas (positiva e negativa) é análoga aos dois polos magnéticos de um imã, o que explica a semelhança entre as forças elétrica e magnética. E como observou o físico Hans Oersted em 1820, os fenômenos magnéticos e os elétricos são inseparáveis, pois as cargas elétricas em movimento geram um campo magnético; por outro lado, um campo magnético variável provoca a passagem de correntes elétrica.
Michael Faraday e James Clerk Maxwell
Mas pode ser dito que a unificação da eletricidade e do magnetismo aconteceu com os trabalhos experimentais de Michael Faraday e dos trabalhos teóricos de James Clerk Maxwell, através do conceito de campo – particularmente, de campo eletromagnético.
A unificação de Maxwell
James Clerk Maxwell realizou em 1864 uma unificação das quatro equações que tangenciam o tema, permitindo explicar todos os fenômenos eletromagnéticos também no mundo macroscópico.
- A primeira amostra a indestrutibilidade da carga elétrica;
- A segunda trata da lei da indução magnética, da interdependência das variações da força magnética e elétrica num circuito;
- A terceira dá a relação entre a corrente elétrica e o campo magnético; e
- A quarta exprime a conservação do fluxo magnético.
Dessa forma, os distúrbios eletromagnético viajam a uma velocidade constante e imutável, igual a velocidade da luz. Então Maxwell concebeu a ideia de que a luz seria um tipo de onda eletromagnética.
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Referências
“Eletromagnetism”. Disponível em: http://physicsforidiots.com/physics/electromagnetism/. Acesso em 11/03/2016.
Por Carlos Ferreira
Formado em Ciências Econômicas e Jornalismo. Possui ampla experiência editorial e redacional em conteúdos jornalísticos com foco em mídias digitais.
Ferreira, Carlos. Eletromagnetismo. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/eletromagnetismo. Acesso em: 26 de April de 2024.
1. (ENEM/2011)
O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto:
“Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um imã permanente. O campo magnético do imã induz o ordenamento dos pplos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o alto-falante.”
Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon:
a) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante.
b) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço.
c) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do imã permanente.
d) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador.
e) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.
2. (ENEM 2010) Em visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de alunos pôde observar a série de processos de beneficiamento da cana-de-açúcar, entre os quais se destacam:
1. A cana chega cortada da lavoura por meio de caminhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser esmagada
para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos.
2. Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina.
3. O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para transformar-se em açúcar refinado e etanol.
Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram realizadas nas etapas de beneficiamento da cana-de-açúcar?
1. [c]
Trata-se de uma aplicação clássica do eletromagnetismo. O funcionamento da guitarra se baseia no ordenamento dos polos magnéticos das suas cordas. Entretanto, caso as cordas de aço sejam trocadas por exemplares de náilon, esse ordenamento torna-se impossível – já que o náilon não apresenta magnetização.
2. [c]
A cana passa inicialmente por esteiras e por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos (separação magnética). Em seguida, a cana é esmagada e o caldo primário é extraído (extração). Por fim, o caldo passa por filtros de tratamento (filtração). Dessa forma, a alternativa que mostra as etapas corretas de beneficiamento é a [c].