O que são forças magnéticas?

As forças magnéticas agem sobre objetos magnéticos ou partículas carregadas que se movem através de um campo magnético. Eles são afetados pela força do campo magnético, pela carga total de uma partícula e por sua velocidade e direção. Os ímãs permanentes têm suas estruturas moleculares alinhadas durante a formação para atrair certos tipos de metais. As forças magnéticas são exploradas quando a eletricidade é convertida em rotação mecânica e vice-versa.

O meio através do qual as forças magnéticas são transmitidas é o campo magnético. Um campo magnético é criado com um ímã permanente ou uma corrente elétrica. Como uma corrente elétrica é um fluxo de portadores de carga em movimento, como elétrons, ela pode ser analisada considerando-se apenas uma partícula. Assim, um único elétron se movendo pelo espaço criará um campo magnético.

Uma aplicação comum de forças magnéticas é o imã de geladeira, que é um imã permanente. Os ímãs permanentes são submetidos a um forte campo magnético quando são fabricados. Nesse processo, suas estruturas cristalinas internas são alinhadas de modo a permanecerem magnetizadas. Um ímã permanente atrai materiais ferromagnéticos, como o ferro. O ferromagnetismo é apenas uma fonte de forças magnéticas, mas é comumente associada ao magnetismo nas situações cotidianas.

Os ímãs permanentes também exercem forças magnéticas em outros ímãs. É quando os pólos dos ímãs se tornam importantes. Diferentemente das linhas de campo elétrico, as linhas de campo magnético sempre circulam e formam um loop fechado. Em outras palavras, os ímãs sempre têm dois pólos distintos, convencionalmente chamados de pólo norte e sul. Os mesmos pólos de dois ímãs diferentes se repelirão, enquanto pólos opostos se atrairão.

Outra situação em que as forças magnéticas surgirão envolve duas correntes elétricas vizinhas viajando perpendicularmente uma à outra. Essas correntes produzirão seus próprios campos magnéticos, mas estarão em orientações diferentes, levando a forças entre as duas correntes. Quanto mais corrente houver, mais fortes serão as forças.

A interação entre ímãs e uma corrente elétrica é a base do gerador elétrico e do motor elétrico. Para um gerador, o movimento mecânico produzido por uma usina ou motor gira um componente com ímãs. A mudança do campo magnético induzirá uma corrente elétrica na outra parte do gerador. Quando o dispositivo é usado como motor, é a corrente elétrica fornecida. As mesmas forças magnéticas produzirão um torque mecânico para girar o outro lado do motor.