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oeletromagnetismo É um ramo da física que aborda a partir de uma teoria unificadora os campos da eletricidade e do magnetismo, para formular uma das quatro forças fundamentais do universo conhecidas até agora: o eletromagnetismo. As outras forças fundamentais (ou interações fundamentais) são a gravidade e as interações nucleares fortes e fracas.
O eletromagnetismo é uma teoria de campo, isto é, baseada em magnitudes físicas vetor ou tensor, que dependem da posição no espaço e no tempo. É baseado em quatro equações diferenciais vetoriais (formuladas por Michael Faraday e desenvolvidas pela primeira vez por James Clerk Maxwell, razão pela qual foram batizados como Equações de Maxwell) que permitem o estudo conjunto dos campos elétrico e magnético, bem como da corrente elétrica, polarização elétrica e polarização magnética.
Por outro lado, o eletromagnetismo é uma teoria macroscópica.Isso significa que ele estuda grandes fenômenos eletromagnéticos, aplicáveis a grande número de partículas e a distâncias consideráveis, pois nos níveis atômico e molecular dá lugar a outra disciplina, conhecida como mecânica quântica.
Mesmo assim, após a revolução quântica do século 20, iniciou-se a busca por uma teoria quântica da interação eletromagnética, dando origem à eletrodinâmica quântica.
- Veja também: Materiais magnéticos
Áreas de aplicação de eletromagnetismo
Este campo da física tem sido fundamental para o desenvolvimento de inúmeras disciplinas e tecnologias, em particular da engenharia e eletrónica, bem como do armazenamento de eletricidade e até mesmo da sua utilização nas áreas da saúde, aeronáutica ou construção. urbano.
A chamada Segunda Revolução Industrial ou Revolução Tecnológica não teria sido possível sem a conquista da eletricidade e do eletromagnetismo.
Exemplos de aplicações do eletromagnetismo
- Selos. O mecanismo desses dispositivos do cotidiano envolve a circulação de uma carga elétrica através de um eletroímã, cujo campo magnético atrai um minúsculo martelo de metal em direção a um sino, interrompendo o circuito e permitindo que ele reinicie, de modo que o martelo o acerte repetidamente e produz o som que chama nossa atenção.
- Trens de suspensão magnética. Em vez de rolar sobre trilhos como os trens convencionais, este modelo de trem ultra-tecnológico é mantido em levitação magnética graças a poderosos eletroímãs instalados em sua parte inferior. Assim, a repulsão elétrica entre os ímãs e o metal da plataforma sobre a qual o trem circula mantém o peso do veículo no ar.
- Transformadores elétricos. Um transformador, aqueles dispositivos cilíndricos que em alguns países vemos em linhas de transmissão, servem para controlar (aumentar ou diminuir) a tensão de uma corrente alternada. Eles fazem isso por meio de bobinas dispostas em torno de um núcleo de ferro, cujos campos eletromagnéticos permitem que a intensidade da corrente de saída seja modulada.
- Motores elétricos. Os motores elétricos são máquinas elétricas que, ao girar em torno de um eixo, transformam energia elétrica em energia mecânica. Essa energia é o que gera o movimento do celular. Seu funcionamento é baseado nas forças eletromagnéticas de atração e repulsão entre um ímã e uma bobina por onde circula uma corrente elétrica.
- Dynamos. Esses dispositivos são usados para aproveitar a rotação das rodas de um veículo, como um carro, para girar um ímã e produzir um campo magnético que alimenta corrente alternada para as bobinas.
- Telefone. A mágica por trás desse dispositivo cotidiano nada mais é do que a capacidade de converter ondas sonoras (como voz) em modulações de um campo eletromagnético que pode ser transmitido, inicialmente por um cabo, a um receptor na outra extremidade que é capaz de vazar o processo e recuperar ondas sonoras contidas eletromagneticamente.
- Fornos de microondas Esses aparelhos operam a partir da geração e concentração de ondas eletromagnéticas nos alimentos. Essas ondas são semelhantes às usadas para comunicação de rádio, mas com uma alta frequência que gira os diplodos (partículas magnéticas) nos alimentos em velocidades muito altas, enquanto tentam se alinhar com o campo magnético resultante. Esse movimento é o que gera o calor.
- Imagem por ressonância magnética (MRI). Esta aplicação médica do eletromagnetismo tem sido um avanço sem precedentes na área da saúde, pois permite examinar de forma não invasiva o interior do corpo dos seres vivos, a partir da manipulação eletromagnética dos átomos de hidrogênio nele contidos, para gerar um campo interpretável por computadores especializados.
- Microfones Esses aparelhos tão comuns hoje operam graças a um diafragma atraído por um eletroímã, cuja sensibilidade às ondas sonoras permite que sejam traduzidas em um sinal elétrico. Isso pode então ser transmitido e descriptografado remotamente ou mesmo armazenado e reproduzido posteriormente.
- Espectrômetros de massa. É um dispositivo que permite que a composição de determinados compostos químicos seja analisada com grande precisão, a partir da separação magnética dos átomos que os compõem, por meio de sua ionização e leitura por um computador especializado.
- Osciloscópios. Instrumentos eletrônicos cuja finalidade é representar graficamente os sinais elétricos que variam ao longo do tempo de uma determinada fonte. Para isso, eles utilizam um eixo de coordenadas na tela cujas linhas são o produto da medição das tensões do sinal elétrico determinado. Eles são usados na medicina para medir as funções do coração, cérebro ou outros órgãos.
- Cartões magnéticos. Essa tecnologia permite a existência de cartões de crédito ou débito, que possuem uma fita magnética polarizada de certa forma, para criptografar informações com base na orientação de suas partículas ferromagnéticas. Ao introduzir informações neles, dispositivos designados polarizam as referidas partículas de uma maneira específica, de modo que a referida ordem pode então ser "lida" para recuperar a informação.
- Armazenamento digital em fitas magnéticas. Chave no mundo da computação e da informática, ela permite armazenar grandes quantidades de informações em discos magnéticos cujas partículas são polarizadas de forma específica e decifráveis por um sistema computadorizado. Esses discos podem ser removíveis, como pen drives ou disquetes extintos, ou podem ser permanentes e mais complexos, como discos rígidos.
- Tambores magnéticos. Esse modelo de armazenamento de dados, popular nas décadas de 1950 e 1960, foi uma das primeiras formas de armazenamento magnético de dados. É um cilindro oco de metal que gira em alta velocidade, envolto por um material magnético (óxido de ferro) no qual as informações são impressas por meio de um sistema de polarização codificado. Ao contrário dos discos, não possuía cabeça de leitura e isso lhe permitia alguma agilidade na recuperação das informações.
- Luzes de bicicleta. As luzes embutidas na frente das bicicletas, que se acendem em movimento, funcionam graças à rotação da roda na qual está acoplado um ímã, cuja rotação produz um campo magnético e, portanto, uma modesta fonte de eletricidade alternada. Essa carga elétrica é então conduzida para a lâmpada e traduzida em luz.
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