Para que servem os ímãs? Por que vemos luz no ímã?

Usos dos ímãs

Aplicações em equipamentos elétricos

• Gerador: No gerador, o ímã é o componente-chave que gera o campo magnético. Por exemplo, em um gerador síncrono, o ímã no rotor (que pode ser um ímã permanente ou eletromagnético) gira, fazendo com que o enrolamento do estator corte as linhas de força magnética, o que gera uma força eletromotriz induzida de acordo com o princípio da indução eletromagnética, convertendo então a energia mecânica em energia elétrica.

• Motor: O princípio de funcionamento do motor baseia-se na ação do campo magnético sobre a corrente. O ímã (ímã do estator ou ímã do rotor) gera um campo magnético. Quando a corrente passa pelo fio do motor (enrolamento do rotor ou estator), o campo magnético interage com a corrente para produzir uma força amperiana, que faz o rotor do motor girar e realiza a conversão de energia elétrica em energia mecânica. Por exemplo, em um motor DC, um ímã permanente atua como estator para gerar um campo magnético fixo que controla a direção e a velocidade de rotação do rotor alterando a direção da corrente no enrolamento do armadura.

Aplicações em dispositivos eletrônicos

• Alto-falantes e fones de ouvido: Alto-falantes e fones de ouvido usam ímãs para converter sinais elétricos em som. Em um alto-falante, há um ímã permanente e um fio (bobina de voz) conectado ao sinal de áudio. Quando a corrente de áudio passa pela bobina de voz, a bobina vibra sob a ação da força amperiana no campo magnético do ímã permanente, e essa vibração é convertida em som através de uma estrutura como a bacia de papel do alto-falante. Fones de ouvido funcionam de maneira semelhante aos alto-falantes, mas são menores e mais compactos.

• Dispositivos de armazenamento magnético: Os discos rígidos tradicionais (HDDS) usam magnetismo para armazenar dados. Dentro do disco rígido estão placas rotativas de alta velocidade revestidas com materiais magnéticos. Os dados são escritos e lidos na placa por meio de uma cabeça magnética (contendo eletroímãs). A cabeça magnética pode gerar um campo magnético, alterando a direção de magnetização do material magnético no disco conforme necessário para representar os 0 e 1 dos dados.

Aplicações na indústria e na vida cotidiana

• Grampas magnéticas e equipamentos de elevação: Na produção industrial, o magnetismo dos ímãs pode ser usado para fabricar grampas magnéticas para fixação e manuseio de peças de materiais ferromagnéticos. Por exemplo, na oficina de usinagem, as fixações magnéticas podem facilmente fixar pequenas peças na bancada para usinagem. Ímãs de elevação podem ser usados para levantar grandes peças de materiais ferromagnéticos, como no processo de reciclagem de sucata de aço, onde ímãs de elevação podem facilmente levantar várias toneladas de resíduos de aço.

• Sensores magnéticos: Na indústria automobilística, sensores magnéticos são amplamente utilizados. Por exemplo, sensores de velocidade usam mudanças nos campos magnéticos para detectar a velocidade de uma roda. Em alguns sistemas de controle de acesso, sensores magnéticos também são usados para detectar o estado de abertura e fechamento da porta, e a detecção e transmissão de sinais são realizadas através da interação do campo magnético entre o ímã e o sensor.

• Campo médico: Nas técnicas de imagem médica, como a ressonância magnética (RM), campos magnéticos poderosos e pulsos de radiofrequência são usados para interagir com os núcleos de hidrogênio nos tecidos humanos, e então, detectando os sinais emitidos pelos núcleos de hidrogênio, gera imagens detalhadas do interior do corpo humano.

A causa da luz vista no ímã

Normalmente, os ímãs não emitem luz por si só. Se você vê luz no ímã, pode haver vários casos:

• Reflexão de luz externa: a superfície do ímã pode ser lisa e refletirá a luz no ambiente circundante, por exemplo, sob luz forte, a superfície do ímã reflete a luz como um espelho, dando a impressão de que há luz no ímã.

• Efeitos ópticos especiais de materiais magnéticos (menos comuns): Alguns materiais magnéticos podem apresentar alguns fenômenos ópticos especiais em condições específicas de campo magnético, como efeitos magneto-ópticos. Efeitos magneto-ópticos incluem o efeito de rotação Faraday, no qual a direção de polarização dos raios de luz gira enquanto passam por materiais magnéticos. Se em um dispositivo experimental específico ou material magnético especial, essa mudança de luz devido ao efeito magneto-óptico pode ser observada, mas isso não é um fenômeno comum de ímãs ordinários.