Quando se aplica um campo magnético externo a um certo material, o campo no interior do material é mil vezes o campo fora. Quanto é a susceptibilidade magnética do material, e ele é de que e que tipo?
Escolha uma opção:
◯ 1000, ferromagnético
◯ 999, ferromagnético
◯ 1000, diamagnético
◯ 1000, paramagnético
◯ 999, paramagnético
◯ 999, diamagnético
◯ 1000, ferromagnético
◯ 999, ferromagnético
◯ 1000, diamagnético
◯ 1000, paramagnético
◯ 999, paramagnético
◯ 999, diamagnético
Passo 1
O enunciado dá a informação: “o campo no interior do material é mil vezes o campo fora”. Ou seja, peguei do enunciado que
-
.
O que se pede:
- Calcular a susceptibilidade magnética do material.
- Dizer de que tipo é o material (diamagnético, paramagnético ou ferromagnético).
Passo 2
Vamos lembrar as definições e relações fundamentais (aqui uma “aula rápida” para não deixar nada no ar).
-
é a indução magnética (campo magnético no sentido físico que aparece em Maxwell). -
é a intensidade do campo magnético aplicado. -
é a magnetização do material (momento magnético por unidade de volume). - A susceptibilidade magnética
relaciona magnetização com a intensidade do campo por
onde
é adimensional.
- A relação entre
, e em unidades SI é
onde
é a permeabilidade do vácuo. Substituindo
obtemos
Define-se a permeabilidade relativa
como
de modo que
- Quando se compara o campo dentro do material com o campo fora (no vácuo), numa situação padrão e simplificada (amostra em campo uniforme, sem efeitos de demagnetização complexos), podemos relacionar a indução dentro e fora por
Essa igualdade é a que usamos em problemas introdutórios: a razão entre os campos magnéticos (indução) dentro e fora dá a permeabilidade relativa.
Passo 3
Usando o dado do enunciado
, temos
Passo 4
Como
, isolamos
:
Substituindo
,
Passo 5
Interpretação física rápida (como usar isso na prova):
-
indica que o material tem magnetização no mesmo sentido do campo aplicado (resposta paramagnética ou ferromagnética). - Valores pequenos e positivos (tipicamente
) são paramagnéticos fracos. - Valores negativos (pequenos em magnitude) são diamagnéticos.
- Valores muito grandes e positivos (muitos ordens de magnitude maiores que 1) indicam comportamento ferromagnético (materiais ferro/ferrimagnetos têm susceptibilidades muito grandes).
Aqui
é um valor muito grande e positivo, portanto o material é ferromagnético.
Resposta
999, ferromagnético