{"id":149723,"date":"2020-08-19T12:14:47","date_gmt":"2020-08-19T14:14:47","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=149723"},"modified":"2020-08-19T12:14:47","modified_gmt":"2020-08-19T14:14:47","slug":"ferromagnetismo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/ferromagnetismo","title":{"rendered":"Ferromagnetismo"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

Ferromagnetismo<\/strong>\u00a0se refere ao fen\u00f4meno exibido por subst\u00e2ncias, como o ferro, que t\u00eam permeabilidades relativas muito maiores do que a unidade e aumento da magnetiza\u00e7\u00e3o com campo de magnetiza\u00e7\u00e3o aplicado.<\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0se refere ao fen\u00f4meno pelo qual metais ferromagn\u00e9ticos, como ferro, n\u00edquel, cobalto e certas ligas tornam-se magnetizados em um campo magn\u00e9tico e ret\u00eam seu magnetismo quando o campo \u00e9 removido.<\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0\u00e9 um fen\u00f4meno pelo qual certas subst\u00e2ncias podem se tornar \u00edm\u00e3s permanentes quando submetidas a um campo magn\u00e9tico.<\/p>\n

Os materiais ferromagn\u00e9ticos geralmente cont\u00eam ferro, n\u00edquel ou cobalto.<\/p>\n

Algumas dessas subst\u00e2ncias ret\u00eam sua magnetiza\u00e7\u00e3o na aus\u00eancia do campo aplicado. O efeito \u00e9 causado pelo alinhamento do spin do el\u00e9tron em regi\u00f5es chamadas de dom\u00ednios<\/p>\n

Ferromagnetismo, observando ou pertencendo a uma subst\u00e2ncia, como o ferro, que abaixo de uma certa temperatura, o ponto Curie, pode possuir magnetiza\u00e7\u00e3o na aus\u00eancia de um campo magn\u00e9tico externo. Observando ou pertencendo a uma subst\u00e2ncia na qual os momentos magn\u00e9ticos dos \u00e1tomos est\u00e3o alinhados.<\/p>\n

\"Ferromagnetismo\"
\nFerromagnetismo<\/strong><\/p>\n

O que \u00e9 ferromagnetismo?<\/strong><\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0\u00e9 uma propriedade de um material em que part\u00edculas chamadas de momentos magn\u00e9ticos se organizam paralelamente umas \u00e0s outras quando existe um campo magn\u00e9tico.<\/p>\n

Essas part\u00edculas permanecem no lugar mesmo quando o \u00edm\u00e3 \u00e9 removido.<\/p>\n

O magnetismo ocorre em um n\u00edvel at\u00f4mico, com o campo tendo um efeito direto sobre os el\u00e9trons em um \u00e1tomo.<\/p>\n

El\u00e9trons que giram em dire\u00e7\u00f5es opostas podem estar na mesma \u00f3rbita do \u00e1tomo, e at\u00e9 mesmo mudar de \u00f3rbita, fazendo com que tenham uma repuls\u00e3o mais forte. Chamada de repuls\u00e3o de Coulomb, isso permite que os el\u00e9trons sejam dispostos em paralelo e resulta na estrutura paralela de materiais ferromagn\u00e9ticos, como ferro e n\u00edquel.<\/p>\n

A temperatura tamb\u00e9m tem uma forte influ\u00eancia nos materiais ferromagn\u00e9ticos.<\/p>\n

Dependendo do material, ele se tornar\u00e1 paramagn\u00e9tico em uma determinada temperatura, na qual os momentos do \u00edm\u00e3 apontam em dire\u00e7\u00f5es aleat\u00f3rias. O pedido \u00e9 interrompido pela energia t\u00e9rmica.<\/p>\n

A temperatura em que esse fen\u00f4meno ocorre \u00e9 determinada por equa\u00e7\u00f5es derivadas da Lei de Curie-Weiss do ferromagnetismo.<\/p>\n

\"Ferromagnetismo\"
\nO \u00cdm\u00e3 e o Campo Magn\u00e9tico<\/strong><\/p>\n

No\u00a0ferromagnetismo, um material n\u00e3o \u00e9 completamente preenchido com el\u00e9trons paralelos. Existem dom\u00ednios em que os el\u00e9trons s\u00e3o organizados como tais, mas a energia magn\u00e9tica total tamb\u00e9m \u00e9 influenciada pela forma de um objeto, do qual sua energia magnetost\u00e1tica \u00e9 derivada. Um material ferromagn\u00e9tico tamb\u00e9m \u00e9 afetado pela estrutura at\u00f4mica, de modo que a energia magnetocristalina pode variar ao longo de diferentes eixos. Energia magnetostritiva \u00e9 aquela que causa pequenas mudan\u00e7as no comprimento dos materiais quando magnetizados.<\/p>\n

Onde a energia magn\u00e9tica faz com que a dire\u00e7\u00e3o da magnetiza\u00e7\u00e3o mude \u00e9 chamado de parede de dom\u00ednio, o que \u00e9 visto no ferromagnetismo de estruturas cristalinas.<\/p>\n

A capacidade dos\u00a0materiais ferromagn\u00e9ticos\u00a0de reverter aos arranjos anteriores tem sido usada como base para a mem\u00f3ria do computador. A mem\u00f3ria de acesso aleat\u00f3rio (RAM) na d\u00e9cada de 1970 usava ferro para criar for\u00e7as magn\u00e9ticas polares que serviam como uma forma de criar sinais bin\u00e1rios durante o armazenamento da mem\u00f3ria. A histerese \u00e9 uma propriedade magn\u00e9tica utilizada para aproveitar se a magnetiza\u00e7\u00e3o pode ser revertida ou n\u00e3o.<\/p>\n

N\u00e3o est\u00e1 presente em\u00a0materiais ferromagn\u00e9ticos\u00a0que s\u00e3o revers\u00edveis e retornam ao estado desmagnetizado quando os campos magn\u00e9ticos s\u00e3o removidos.<\/p>\n

Um \u00edm\u00e3 permanente permanece magnetizado, e quando um campo forte o suficiente na dire\u00e7\u00e3o oposta do primeiro \u00e9 aplicado, ele pode inverter a polaridade.<\/p>\n

O ponto em que isso acontece n\u00e3o depende de valores matem\u00e1ticos espec\u00edficos, mas \u00e9 representado por uma curva gr\u00e1fica de histerese.<\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0\u00e9 onde os materiais permanecem magnetizados devido \u00e0 sua estrutura interna e \u00e9 um dos princ\u00edpios mais estudados do magnetismo.<\/p>\n

Ferromagnetismo – Tipo<\/strong><\/p>\n

O\u00a0magnetismo\u00a0\u00e9 um fen\u00f4meno que cativa a humanidade h\u00e1 s\u00e9culos.<\/p>\n

Existem cinco tipos diferentes de magnetismo, eles s\u00e3o:<\/strong>\u00a0diamagnetismo, ferromagnetismo paramagnetismo, antiferromagnetismo e ferrimagnetismo.<\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0\u00e9 o mais comum que a pessoa m\u00e9dia se lembra. Isso ocorre porque a maioria das pessoas encontrou \u00edm\u00e3s permanentes em algum momento de suas vidas e eles s\u00e3o feitos de material ferromagn\u00e9tico.<\/p>\n

Isso \u00e9 realmente semelhante ao material paramagn\u00e9tico, mas com uma diferen\u00e7a importante que os separa.<\/p>\n

O paramagnetismo n\u00e3o tem campo magn\u00e9tico l\u00edquido porque os spins dos el\u00e9trons est\u00e3o apontando em todas as dire\u00e7\u00f5es diferentes. Isso significa que quando um \u00edm\u00e3 forte de atra\u00e7\u00e3o positiva ou negativa \u00e9 colocado pr\u00f3ximo ao material paramagn\u00e9tico, um alinhamento parcial dos spins resultar\u00e1 em uma atra\u00e7\u00e3o fraca. Onde, como no ferromagnetismo, os spins dos el\u00e9trons est\u00e3o todos apontando na mesma dire\u00e7\u00e3o. Isso \u00e9 o que faz com que os \u00edm\u00e3s permanentes se atraiam pelos p\u00f3los opostos, de sul para o norte e vice-versa, bem como se repelam quando os mesmos p\u00f3los est\u00e3o frente a frente.<\/p>\n

Ferromagnetismo – Propriedade<\/strong><\/p>\n

A propriedade de ser fortemente atra\u00eddo por qualquer um dos p\u00f3los de um \u00edm\u00e3.<\/p>\n

Os\u00a0materiais ferromagn\u00e9ticos, como o ferro, cont\u00eam el\u00e9trons desemparelhados, cada um com um pequeno campo magn\u00e9tico pr\u00f3prio, que se alinham prontamente entre si em resposta a um campo magn\u00e9tico externo.<\/p>\n

Esse alinhamento tende a persistir mesmo ap\u00f3s a remo\u00e7\u00e3o do campo magn\u00e9tico, fen\u00f4meno denominado histerese.<\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0\u00e9 importante no projeto de eletro\u00edm\u00e3s, transformadores e muitos outros dispositivos el\u00e9tricos e mec\u00e2nicos e na an\u00e1lise da hist\u00f3ria das revers\u00f5es magn\u00e9ticas da Terra.<\/p>\n

Ferromagnetismo – F\u00edsica<\/strong><\/p>\n

Ferromagnetismo, fen\u00f4meno f\u00edsico no qual certos materiais eletricamente descarregados atraem fortemente outros.<\/p>\n

Dois materiais encontrados na natureza, a magnetita (ou magnetita, um \u00f3xido de ferro, Fe3<\/sub>O4<\/sub>\u00a0e o ferro, t\u00eam a capacidade de adquirir esses poderes de atra\u00e7\u00e3o e s\u00e3o frequentemente chamados de ferromagnetos naturais. Eles foram descobertos h\u00e1 mais de 2.000 anos, e todos os primeiros estudos cient\u00edficos do magnetismo foram conduzidos nesses materiais. Hoje, os materiais ferromagn\u00e9ticos s\u00e3o usados em uma ampla variedade de dispositivos essenciais para a vida cotidiana – por exemplo, motores e geradores el\u00e9tricos, transformadores, telefones e alto-falantes.<\/p>\n

Ferromagnetismo\u00a0\u00e9 um tipo de magnetismo que est\u00e1 associado ao ferro, cobalto, n\u00edquel e algumas ligas ou compostos contendo um ou mais desses elementos.<\/p>\n

Tamb\u00e9m ocorre no gadol\u00ednio e em alguns outros elementos de terras raras.<\/p>\n

Em contraste com outras subst\u00e2ncias, os materiais ferromagn\u00e9ticos s\u00e3o magnetizados facilmente e, em campos magn\u00e9ticos fortes, a magnetiza\u00e7\u00e3o se aproxima de um limite definido chamado satura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Quando um campo \u00e9 aplicado e, em seguida, removido, a magnetiza\u00e7\u00e3o n\u00e3o retorna ao seu valor original – esse fen\u00f4meno \u00e9 conhecido como histerese.<\/p>\n

Quando aquecidos a uma determinada temperatura chamada ponto Curie, que \u00e9 diferente para cada subst\u00e2ncia, os materiais ferromagn\u00e9ticos perdem suas propriedades caracter\u00edsticas e deixam de ser magn\u00e9ticos; no entanto, eles se tornam ferromagn\u00e9ticos novamente no resfriamento.<\/p>\n

O\u00a0magnetismo\u00a0em\u00a0materiais ferromagn\u00e9ticos\u00a0\u00e9 causado pelos padr\u00f5es de alinhamento de seus \u00e1tomos constituintes, que atuam como eletro\u00edm\u00e3s elementares.<\/p>\n

O\u00a0ferromagnetismo\u00a0\u00e9 explicado pelo conceito de que algumas esp\u00e9cies de \u00e1tomos possuem um momento magn\u00e9tico – isto \u00e9, que tal \u00e1tomo em si \u00e9 um eletro\u00edm\u00e3 elementar produzido pelo movimento dos el\u00e9trons sobre seu n\u00facleo e pelo spin de seus el\u00e9trons em seus pr\u00f3prios eixos. Abaixo do ponto Curie, \u00e1tomos que se comportam como pequenos \u00edm\u00e3s em materiais ferromagn\u00e9ticos se alinham espontaneamente. Eles ficam orientados na mesma dire\u00e7\u00e3o, de modo que seus campos magn\u00e9ticos se refor\u00e7am.<\/p>\n

Um requisito de um\u00a0material ferromagn\u00e9tico\u00a0\u00e9 que seus \u00e1tomos ou \u00edons tenham momentos magn\u00e9ticos permanentes. O momento magn\u00e9tico de um \u00e1tomo vem de seus el\u00e9trons, pois a contribui\u00e7\u00e3o nuclear \u00e9 desprez\u00edvel. Outro requisito para o ferromagnetismo \u00e9 algum tipo de for\u00e7a interat\u00f4mica que mantenha os momentos magn\u00e9ticos de muitos \u00e1tomos paralelos uns aos outros. Sem essa for\u00e7a, os \u00e1tomos seriam desordenados por agita\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica, os momentos dos \u00e1tomos vizinhos se neutralizariam e o grande momento magn\u00e9tico caracter\u00edstico dos materiais ferromagn\u00e9ticos n\u00e3o existiria.<\/p>\n

H\u00e1 ampla evid\u00eancia de que alguns \u00e1tomos ou \u00edons t\u00eam um momento magn\u00e9tico permanente que pode ser retratado como um dipolo consistindo de um p\u00f3lo positivo, ou norte, separado de um p\u00f3lo negativo ou sul.<\/p>\n

Em ferromagnetos, o grande acoplamento entre os momentos magn\u00e9ticos at\u00f4micos leva a algum grau de alinhamento dipolo e, portanto, a uma magnetiza\u00e7\u00e3o l\u00edquida.<\/p>\n

O f\u00edsico franc\u00eas Pierre-Ernest Weiss postulou um tipo de ordem magn\u00e9tica em grande escala para ferromagnetos chamada estrutura de dom\u00ednio. De acordo com sua teoria, um s\u00f3lido ferromagn\u00e9tico consiste em um grande n\u00famero de pequenas regi\u00f5es, ou dom\u00ednios, em cada um dos quais todos os momentos magn\u00e9ticos at\u00f4micos ou i\u00f4nicos est\u00e3o alinhados.<\/p>\n

Se os momentos resultantes desses dom\u00ednios forem orientados aleatoriamente, o objeto como um todo n\u00e3o exibir\u00e1 magnetismo, mas um campo de magnetiza\u00e7\u00e3o aplicado externamente ir\u00e1, dependendo de sua for\u00e7a, girar um ap\u00f3s o outro dos dom\u00ednios em alinhamento com o campo externo e causa alinhada dom\u00ednios cres\u00e7am \u00e0s custas dos n\u00e3o-alinhados. No estado limite denominado satura\u00e7\u00e3o, o objeto inteiro compreender\u00e1 um \u00fanico dom\u00ednio.<\/p>\n

A estrutura do dom\u00ednio pode ser observada diretamente. Em uma t\u00e9cnica, uma solu\u00e7\u00e3o coloidal de pequenas part\u00edculas magn\u00e9ticas, geralmente magnetita, \u00e9 colocada na superf\u00edcie de um ferromagneto.<\/p>\n

Quando os p\u00f3los de superf\u00edcie est\u00e3o presentes, as part\u00edculas tendem a se concentrar em certas regi\u00f5es para formar um padr\u00e3o que \u00e9 prontamente observado com um microsc\u00f3pio \u00f3ptico.<\/p>\n

Padr\u00f5es de dom\u00ednio tamb\u00e9m foram observados com luz polarizada, n\u00eautrons polarizados, feixes de el\u00e9trons e raios-X.<\/p>\n

Em muitos ferromagnetos, os momentos dipolares s\u00e3o alinhados paralelamente pelo forte acoplamento. Este \u00e9 o arranjo magn\u00e9tico encontrado para os metais elementares ferro (Fe), n\u00edquel (Ni) e cobalto (Co) e para suas ligas entre si e com alguns outros elementos. Esses materiais ainda constituem o maior grupo de ferromagnetos comumente usados.<\/p>\n

Os outros elementos que possuem uma ordem colinear s\u00e3o os metais de terras raras gadol\u00ednio (Gd), t\u00e9rbio (Tb) e dispr\u00f3sio (Dy), mas os dois \u00faltimos tornam-se ferromagnetos apenas bem abaixo da temperatura ambiente.<\/p>\n

Algumas ligas, embora n\u00e3o sejam compostas por nenhum dos elementos mencionados acima, apresentam uma disposi\u00e7\u00e3o de momentos paralelos. Um exemplo disso \u00e9 a liga de Heusler CuAlMn3<\/sub>, na qual os \u00e1tomos de mangan\u00eas (Mn) t\u00eam momentos magn\u00e9ticos, embora o metal mangan\u00eas em si n\u00e3o seja ferromagn\u00e9tico.<\/p>\n

Desde 1950, e particularmente desde 1960, v\u00e1rios compostos ligados ionicamente foram descobertos como ferromagn\u00e9ticos.<\/p>\n

Alguns desses compostos s\u00e3o isolantes el\u00e9tricos; outros t\u00eam uma condutividade de magnitude t\u00edpica de semicondutores. Esses compostos incluem calcogenetos (compostos de oxig\u00eanio, enxofre, sel\u00eanio ou tel\u00fario), halogenetos (compostos de fl\u00faor, cloro, bromo ou iodo) e suas combina\u00e7\u00f5es. Os \u00edons com momentos de dipolo permanentes nesses materiais s\u00e3o mangan\u00eas, cromo (Cr) e eur\u00f3pio (Eu); os outros s\u00e3o diamagn\u00e9ticos.<\/p>\n

Em baixas temperaturas, os metais de terras raras h\u00f3lmio (Ho) e \u00e9rbio (Er) t\u00eam um arranjo de momento n\u00e3o paralelo que d\u00e1 origem a uma magnetiza\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea substancial.<\/p>\n

Alguns compostos i\u00f4nicos com estrutura de cristal de espin\u00e9lio tamb\u00e9m possuem ordena\u00e7\u00e3o ferromagn\u00e9tica. Uma estrutura diferente leva a uma magnetiza\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea em t\u00falio (Tm) abaixo de 32 kelvins (K).<\/p>\n

Acima do ponto Curie (tamb\u00e9m chamado de temperatura de Curie), a magnetiza\u00e7\u00e3o espont\u00e2nea do material ferromagn\u00e9tico desaparece e ele se torna paramagn\u00e9tico (ou seja, permanece fracamente magn\u00e9tico).<\/p>\n

Isso ocorre porque a energia t\u00e9rmica torna-se suficiente para superar as for\u00e7as de alinhamento internas do material.<\/p>\n

As temperaturas de Curie para alguns ferromagnetos importantes s\u00e3o:<\/strong>\u00a0ferro, 1.043 K; cobalto, 1.394 K; n\u00edquel, 631 K; e gadol\u00ednio, 293 K.<\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0eng.libretexts.org\/automationforum.in\/Encyclopaedia Britannica\/hyperphysics.phy-astr.gsu.edu\/www.wisegeek.org\/www.sciencedirect.com\/www.greenfacts.org\/research.physics.illinois.edu<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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