Desde a antiguidade se conhecia um mineral, hoje denominado magnetita, composto basicamente por óxido de ferro (Fe3O4)

que possuía propriedade de atrair alguns minerais como o ferro, o níquel e o cobalto e pedras de óxidos de ferro são denominadas de imãs naturais.

Essa propriedade recebe o nome de magnetismo e as regiões do imã onde as propriedades magnéticas são mais intensas são denominadas de pólos do imã.

 Formatos dos imãs:

  Pólos de mesmo nome se repelem e pólos de nomes opostos se atraem:

O que você deve saber

 Imã atrai ferro independente da polaridade:

 Observe que a força de atração entre um imã e um pedaço de ferro ou as forças de atração ou de repulsão entre dois imãs não é de origem elétrica, pois os corpos não estão eletrizados. Trata-se de forças magnéticas e que obedecem ao princípio da ação e reação (terceira lei de Newton), pois tem a mesma intensidade, mesma direção, mas sentidos opostos.

 Bússola – Trata-se de uma agulha magnética colocada na posição horizontal, suspensa pelo centro de gravidade, indicando
         
 sempre a direção norte-sul.

 A Terra se comporta como um grande imã onde o pólo Sul magnético está aproximadamente localizado no pólo Norte geográfico e vice versa.

Se você pendurar um imã em forma de barra pelo seu centro ou observar a agulha magnética de uma bússola você verá que seus pólos ficam sempre alinhados na direção norte-sul.

O pólo que indicar o pólo norte geográfico recebe o nome de pólo norte e estará indicando o pólo sul magnético da Terra. O pólo que indicar o pólo sul geográfico recebe o nome de pólo sul e estará indicando o pólo norte magnético da Terra. Tudo isso ocorre porque pólos de mesmo nome se atraem.

Observação: O pólo Norte geográfico não coincide exatamente com o pólo Sul magnético, distando um do outro aproximadamente 1.900km.

 Inseparabilidade dos pólos – Se você quebrar um imã e em seguida continuar dividindo os imãs resultantes, você observará que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois pólos, Norte e Sul de maneira que cada pedaço atraia o outro. Não existem pólos isolados.

 Se você partir um imã conforme a figura abaixo, a força entre eles será de repulsão.

 Veja a situação da figura abaixo onde o imã atrai os dois pregos. O imã imanta (ordena os imãs elementares de cada prego) por

 influência, determinando suas polaridades da maneira indicada.

 Relação entre a imantação e os imãs elementares – uma barra, por exemplo, de ferro, pode encontrar-se:

 As substâncias que se imantam intensamente e que são atraídas facilmente pelos imãs (permitem a orientação de seus imãs elementares) recebem o nome de substâncias ferromagnéticas (ferro, níquel, cobalto, e certas ligas metálicas como o aço), ao contrário das substâncias paramagnéticas (seus imãs elementares não são facilmente orientados) e esses materiais são fracamente atraídos pelos imãs, como, por exemplo, o alumínio, o magnésio, o cromo, a platina, o ar, etc.

 Quando aquecemos um imã, submetendo-o a altas temperaturas, seu imãs elementares sofrem agitação e se desorientam completamente, fazendo-o perder as propriedades magnéticas. Essa temperatura é chamada temperatura Curie e varia para cada substância ferromagnética. Para o ferro ela é de 770oC e para a magnetita 580oC.

 A localização dos pólos de um imã depende de sua forma geométrica, mas sempre se localizam em oposição em relação a um

 plano de simetria, como você pode observar nas figuras abaixo.

Campo magnético

 Um imã origina numa região ao seu redor um campo magnético (), o que se pode comprovar colocando nessa região um corpo com propriedades magnéticas e observando que sobre ele surge uma força de origem magnética.

  Convenciona-se como forma de visualizar um campo magnético as linhas de indução, que podem ser representadas supondo que  pequenas partículas magnéticas elementares  se desloquem única e exclusivamente sob ação do campo magnético. A trajetória dessas partículas representa as linhas de indução do campo magnético (figura I).

Essas linhas de indução também podem ser visualizadas colocando-se sobre o imã minúsculas partículas (limalhas) de ferro e elas se distribuirão conforme a figura II.

O que você deve saber

 Por convenção, as linhas de indução “nascem” no pólo norte e “morrem” no pólo sul.

 O vetor campo magnético  é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto. Observe na figura a representação dos

vetores , ,  e , localizados nos pontos P, Q, R e S.

 Uma agulha magnética (por exemplo, de uma bússola) terá em cada ponto seu pólo norte apontando sempre no sentido de ,

conforme indicado nos pontos P, Q, R e S da figura acima.

 Perto dos pólos, onde o campo magnético  tem maior intensidade, a concentração das linhas de indução é maior, conforme

você pode observar na figura.

 São sempre linhas fechadas e por isso nunca se cruzam. Fora do ímã, as linhas saem do pólo norte e se dirigem para o pólo sul;

Dentro do ímã, as linhas são orientadas do pólo sul para o pólo norte.

 Analise na figura abaixo as linhas de indução do campo magnético terrestre e observe que a agulha magnética de uma bússola tem a propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético.

Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, observe que o pólo sul do ponteiro das bússolas aponta para o pólo Sul geográfico, porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético.

 Campo elétrico uniforme – No interior dele, o vetor campo elétrico  é o mesmo em todos os pontos, ou seja, tem em todos os pontos a mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido. É claro que, para que isso ocorra, as linhas de indução devem ser retas paralelas e igualmente espaçadas.

 Entre os pólos de um imã em forma de U, o campo elétrico é praticamente uniforme (veja figura acima).

 Influência de um campo magnético uniforme sobre um imã – Os imãs da figura abaixo estão colocados no interior de um campo magnético uniforme. Considere somente as ações magnéticas e classifique, em cada caso, o tipo de equilíbrio.

Os imã se orientam sempre com o pólo norte no sentido de , ou seja, para a direita. Assim no pólo norte surge uma força puxando-o para a direita e no pólo sul surge uma força puxando-o para a esquerda. Na figura 1, se você tirar um pouco o imã da posição em que ele se encontra, ele girará, pois está em equilíbrio instável até atingir o equilíbrio estável (pólo norte para a direita)  ---  Na figura 2, se você tirar um pouco o imã da posição em que ele se encontra, ele retornará a ela, pois está em  equilíbrio estável  ---  Na figura 3, ele está em equilíbrio instável, pois girará de 90o no sentido anti-horário até atingir o equilíbrio estável.