Eletromagnetismo

Rafael C. Asth

Professor de Matemática e Física

Eletromagnetismo é o ramo da física que estuda a relação entre as cargas elétricas e campo magnéticos como um fenômeno único.

Sua teoria descreve a geração de campos magnéticos por cargas elétricas em movimento, assim como, correntes elétricas induzidas por mudanças no campo magnético.

Essas interações são regidas por leis fundamentais da natureza, incluindo a Lei de Coulomb e a Lei de Ampère-Maxwell.

Origem e história do eletromagnetismo

Michael Faraday (1791-1867) descobriu os efeitos elétricos produzidos pelo magnetismo. Através desses efeitos, chamados de indução eletromagnética, ele explicou a natureza e as propriedades dos campos magnéticos.

Faraday explicou que o campo magnético é produzido pelas cargas elétricas geradas a partir do atrito entre os corpos que, por sua vez, sofrem atração ou repulsão.

É o mesmo que dizer que é possível gerar energia movimentando um ímã próximo a um indutor ou um condutor. Esse movimento faz com que os elétrons se movimentem, resultando em tensão elétrica, ou energia eletromagnética.

Isso acontece em decorrência da polaridade existente à matéria de qualquer corpo: carga positiva (próton), carga negativa (elétron) e carga neutra (nêutron).

O local onde essa força está concentrada é chamado de campo elétrico.

A força das cargas elétricas é calculada através da Lei de Coulomb. Além dessa lei, o entendimento acerca do campo magnético desencadeou muitas descobertas referentes à eletricidade.

Mas foi James Clark Maxwell (1831-1879) que conseguiu reunir o conhecimento existente acerca da eletricidade e do magnetismo.

Maxwell estudou o efeito inversamente àquela apresentada por Faraday. Assim, mostrando a variação do campo elétrico sob o campo magnético, propôs 4 equações, as chamadas equações de Maxwell, que estão inseridas no conceito de eletromagnetismo clássico.

O físico escocês mostrou a existência dos campos eletromagnéticos. Trata-se da concentração de cargas elétricas e magnéticas, as quais se movimentam como ondas. Por esse motivo, são chamadas de ondas eletromagnéticas e propagam-se à velocidade da luz. A luz é um exemplo de onda eletromagnética!

O micro-ondas, o rádio e os aparelhos utilizados nos exames de radiografia são outros exemplos da presença das ondas eletromagnéticas.

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Resumo do desenvolvimento do eletromagnetismo

Aplicações do eletromagnetismo

O eletromagnetismo é uma das bases da física moderna e tem uma infinidade de aplicações em diversas áreas da ciência e da tecnologia. Sua influência está presente em quase todos os aspectos de nossa vida diária.

Aqui estão alguns exemplos de aplicações do eletromagnetismo e como toda sociedade se beneficia dessa ciência.

1. Geração de Energia Elétrica:

   • Turbinas eólicas: convertem a energia cinética do vento em eletricidade.
   • Usinas hidrelétricas: utilizam a energia da água em movimento para girar turbinas e gerar eletricidade.
   • Usinas termelétricas: transformam energia térmica em eletricidade por meio da queima de combustíveis fósseis.

2. Transporte:

   • Motores elétricos: convertem energia elétrica em energia mecânica para mover veículos elétricos e trens.
   • Trem-bala e levitação magnética: utilizam campos magnéticos para suspender e propelir trens em alta velocidade.

3. Comunicações:

   • Antenas: Emitindo e recebendo ondas eletromagnéticas, permitem a comunicação sem fio em rádio, televisão, telefonia móvel e Wi-Fi.
   • Fibra óptica: transmite dados por pulsos de luz, explorando propriedades eletromagnéticas da luz.

4. Saúde:

   • Ressonância magnética (MRI): Utiliza campos magnéticos e ondas de rádio para criar imagens detalhadas do interior do corpo humano.
   • Tomografia computadorizada (CT): Combina raio-X e computação para produzir imagens tridimensionais do corpo.

5. Eletrônica:

   • Circuitos elétricos: usam os princípios do eletromagnetismo para processar e transmitir sinais elétricos em dispositivos eletrônicos.
   • Geradores e transformadores: convertem energia elétrica em diferentes níveis de tensão e corrente.

6. Indústria:

   • Separação magnética: utilizada na indústria de mineração para separar materiais magnéticos de não magnéticos.
   • Controle de qualidade: inspeção de peças metálicas usando correntes induzidas para detectar defeitos.

Pratique exercícios sobre magnetismo.

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Rafael C. Asth

Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.