O que é o campo magnético ao redor de um ímã de barra: fatos exaustivos sobre vários objetos

Neste artigo, veremos qual é o campo magnético em torno de uma barra magnética e onde está o campo magnético de uma barra magnética mais forte.

O campo magnético causado pela presença da barra magnética é extremo nas bordas dos pólos e muito pobre no meio da barra magnética.

O que é um ímã de barra

Um ímã com a aparência de uma barra e, portanto, chamado de ímã em barra tem dois pólos. Os pólos da barra de ímã são protegidos contra a desmagnetização do ímã usando placas de ferro em ambos os pólos.

Um ímã em barra é composto de material ferromagnético que retém suas propriedades magnéticas mesmo na ausência de um campo externo e, portanto, é um ímã permanente.

Ao pairar livremente no ar, a barra magnética se alinha na direção norte-sul. Os dipolos magnéticos dentro da barra magnética experimentam a força magnética devido ao campo magnético da Terra e se alinham na direção do campo. Portanto, uma barra magnética pode ser usada para encontrar a direção da mesma forma que uma bússola.

Tipos de barra magnética

Existem dois tipos de barra magnética, são eles: -

1) Ímã de barra retangular: Este íman possui quatro faces rectangulares pintadas e dois pólos de forma quadrada. As bordas desta barra de ímã são retangulares e, portanto, o nome de barra de ímã retangular.

2) Barra cilíndrica magnética: As bordas do ímã são circulares e, portanto, chamadas de ímãs em barra cilíndrica. A curvatura externa deste ímã é colorida.

Onde é o campo magnético de um ímã de barra mais forte e por quê

O campo magnético é mais forte nas bordas dos pólos da barra magnética.

Se tomarmos um exemplo simples que provavelmente realizamos como o primeiro experimento nas escolas quando foram introduzidos sobre o campo magnético, um experimento com uma barra magnética e uma folha de ferro. o ímã de barra quando colocadas em uma bandeja de folhas de ferro, as folhas de ferro são dispostas ao redor da barra magnética em círculos concêntricos bem alinhados sem sobreposição.

A maioria dos ferros é recolhida junto aos pólos Norte e Sul da barra magnética. Isto é porque; as linhas do campo magnético são originadas dos pólos. A força do campo enfraquece drasticamente à medida que a distância dos pólos aumenta.

Em segundo lugar, a barra magnética realmente atua como um dipolo, o spin das partículas negativas e positivas são alinhadas de acordo com o campo magnético da Terra. Os dipolos se comportam como um pequeno ímã minúsculo. Mesmo se cortarmos o ímã em barra ainda mais em pedaços, ele mostrará o mesmo comportamento formando dois pólos de cargas opostas como um ímã em barra.

Os dipolos magnéticos no ímã sempre se alinham de acordo com o campo magnético. Os spins positivos e negativos tentarão se alinhar em direção aos pólos da barra magnética, intensificando assim a força dos campos magnéticos nos pólos.

Onde está o campo magnético de um ímã de barra mais fraco

Se olharmos para o mesmo experimento mencionado acima; como veremos, dificilmente há folhas de ferro fixadas na parte do meio da barra do ímã, nem você encontrará linhas de campo originadas desta parte do ímã e são quase paralelas ao comprimento da barra do ímã.

Além disso, foi observado que as linhas do campo magnético que correm paralelas ao comprimento da barra magnética são separadas umas das outras, formando uma lacuna que alarga a cada volta. Enquanto nos pólos, as linhas magnéticas são mais densas sem formar nenhuma lacuna.

A força do campo magnético da barra magnética através de intensa nos pólos começará a vacilar conforme a distância entre os pólos aumenta.

Os minúsculos dipolos dentro da barra magnética sempre se alinham na direção do campo magnético da Terra, portanto, os spins são orientados para cada pólo.

Os dipolos alinhados paralelamente mostram atração e repulsão, neutralizando assim o efeito da magnetização; há a presença de um campo magnético, mas compreende a força mais fraca do campo. Em consequência, diminuindo o campo magnético na metade do caminho dos pólos da barra magnética.

É uma barra magnética rodeada por um campo magnético

Os dipolos dentro do material ferromagnético que constitui a barra magnética possuem os momentos dipolares magnéticos que são responsáveis ​​pela geração do campo magnético de uma barra magnética. Sendo um ímã permanente, ele atrairá materiais ferromagnéticos em sua direção, enquanto mostra alguma força de atração ou repulsão em outro material magnetizante quando colocado perto da barra de ímã e não muito longe.

A força magnética em torno da barra magnética atuará apenas quando a substância for colocada em seu campo. Fora do campo magnético da barra magnética, evidentemente, a intensidade do campo é zero, pois não há linhas de fluxo magnético fluindo nesta região.

Sendo ímã irá apresentar algumas forças de atração e repulsão em uma área circundada por ele, isso implica que o campo magnético ocorre ao redor do ímã, que é representado como um fluxo magnético orientado em círculos concêntricos, além desta faixa de campo magnético; nenhum efeito do ímã é observado.

Como desenhar linhas de campo magnético em torno de uma barra magnética

As linhas do campo magnético são representadas como linhas de fluxo. Essas linhas de fluxo formam loops fechados concêntricos. O campo magnético produzido pela barra magnética é representado por linhas de fluxo que se originam de um pólo e terminam em outro pólo da barra magnética.

Portanto, as linhas do campo magnético podem ser traçadas originando-se do Pólo Norte e entrando no Pólo Sul formando loops próximos, e esses loops são separados um do outro a uma certa distância enquanto correm paralelos ao comprimento da barra magnética e esta lacuna aumenta para cada volta, ao contrário, as linhas magnéticas são traçadas densamente nos pólos.

Nenhuma linha de campo magnético deve tocar a seção intermediária da barra magnética, pois o campo magnético é insignificante nesta área e tem uma fraca força de atração ou repulsão.

Qual é a direção das linhas do campo magnético fora de uma barra magnética

O campo magnético da barra magnética deve-se à presença do dipolo. As cargas positivas e negativas de uma partícula separadas por uma pequena distância devido a algum campo externo aplicado são chamadas de dipolo. Esses dipolos são alinhados de acordo com o campo magnético. Portanto, na ausência de um campo magnético, os dipolos dentro da barra magnética são posicionados de acordo com o campo magnético da Terra. Esta orientação dos dipolos dentro da barra magnética é então responsável pela direção das linhas do campo magnético geradas fora da barra magnética.

Os dipolos estão alinhados paralelamente no direção do pólo sul para o norte e, portanto, a direção das linhas do campo magnético fora de uma barra magnética estão surgindo do pólo norte para o sul.

O campo magnético é o mesmo ao redor de uma barra magnética

O campo magnético depende da força e densidade das linhas de fluxo magnético e varia em relação à distância dos pólos. A intensidade do campo magnético é diretamente proporcional ao fluxo magnético densidade. A densidade de fluxo varia com a distância.

O campo magnético produzido pela barra magnética está em um pico próximo às bordas dos pólos. A fraca força de atração e repulsão é experimentada na parte central da barra magnética.

A razão pela qual estou considerando a atração e a repulsão na porção do meio da barra do ímã é devido ao fato de que os dipolos estão dispostos ao longo do comprimento da barra do ímã e são paralelos às linhas de fluxo magnético na região fora do ímã, o o próprio dipolo se comporta como um pequeno ímã.

Os dipolos alinhados paralelamente mostram a força de atração e também a repulsão de duas extremidades diferentes do dipolo, dependendo da orientação do spin da carga. Isso resulta na neutralização dos efeitos de puxar e empurrar e enfraquece a força do campo magnético.

Assim, a força do campo magnético é mais alta nas bordas dos pólos do ímã. A força diminui à medida que a distância dos pólos ao longo do comprimento do ímã da barra aumenta. O mesmo é o efeito ao redor da barra magnética. Como a distância do pólos magnéticos aumenta a força do campo também diminuirá à medida que nos afastamos dos pólos.

Força magnética imposta pelo ímã de barra em vários objetos

O ímã em barra mostrará a força de atração quando os materiais ferromagnéticos, como objetos feitos de ferro, aço ou uma liga de ferro, forem colocados em contato mais próximo com o ímã.

Considerando que, ele apresentará forças repulsivas ao entrar em contato com as substâncias de características diamagnéticas; por exemplo, mercúrio, água; e experimentará a fraca força de atração com objetos como alumínio, tungstênio, etc., que são substâncias paramagnéticas.

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Perguntas Frequentes

Se a barra magnética de comprimento de 10 cms mantida em uma mesa experimentar a força magnética a 30 cms de distância do imã, então calcule a intensidade do campo magnético da barra magnética. O componente horizontal do campo terrestre é 0.34G.

Dado:-

Componente horizontal da Terra

B_H=0.34G=0.34*10^-4

2l= 10cms; => l=5cm=0.05m

t = 30cms = 0.30m

O ponto neutro é obtido na linha axial.

B_axial=B_H

[

[0.34*10³* (0.0875)²]/(2*0.30)

= 4.34hXNUMX²

Portanto, a força dos pólos magnéticos da barra magnética é

m=M/2I=4.34/10=0.434Am

Quais são os diferentes usos dos ímãs em barra?

Uma barra magnética é usada para vários fins, podendo ser industriais, eletrônicos, indústrias químicas, laboratórios, etc.

A barra magnética é usada para separar substâncias magnéticas do amontoado de misturas, para agitar a mistura química para facilitar o movimento da substância magnética, em dispositivos eletrônicos como TV, microfones, celulares, etc .; ele é usado como um pequeno chip nos dispositivos eletrônicos.

Por que a barra magnética tem o Pólo Norte e o Pólo Sul?

Quando a barra magnética está suspensa no ar, ela mostra continuamente movimento harmônico até ficar alinhada na direção do campo magnético da Terra.

Devido à separação de cargas dentro do ímã, uma extremidade da barra magnética se torna mais positiva e a outra mais negativa. o dipolos magnéticos dentro da barra magnética experimentam a força magnética da Terra e estão alinhados em relação ao campo magnético da Terra. O ímã tem dois polos iguais aos da Terra, e em posição suspensa livre no ar, ele se alinhará em relação ao campo magnético da Terra que está na direção norte-sul. Daí os nomes dos pólos Norte e Sul para dois pólos diferentes de um ímã de barra.

O ímã funciona no espaço?

sim. O ímã pode ser usado no espaço, mesmo na ausência de uma atmosfera.

Como o campo dipolo magnetizante dentro do ímã é permanente e nenhum trabalho é necessário para construir o campo magnético ao redor do ímã, ele definitivamente funcionará no espaço também.

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