Linha de campo magnético
Uma linha de campo magnético ou linha de fluxo magnético mostra a direção da força de um ímã e a força de um ímã.
A idéia de linhas de força foi inventada por Michael Faraday. Sua teoria é que toda a realidade é constituída pela própria força. Sua teoria prevê que a eletricidade, a luz e a gravidade têm atrasos finitos de propagação. A teoria de Einstein concorda com isto.
Pode-se fazer com que as linhas do campo magnético se mostrem como se fossem fenômenos físicos. Por exemplo, limalhas de ferro colocadas em uma linha de campo magnético até formar linhas que correspondem a "linhas de campo".
Se há muitas linhas através de um ímã e não um grande espaço entre elas, o ímã é forte. Se as linhas entre um ímã estão muito afastadas e não há muitas linhas, o ímã é fraco. Uma maneira de determinar a força de um ímã é fazer uma experiência com limalhas de ferro. As limalhas de ferro serão atraídas pelo ímã e se moverão para a forma das linhas de fluxo. Você então olha para a forma das limalhas de ferro e vê o espaço entre as linhas de fluxo. Isto lhe dá uma idéia da força do ímã.
O uso de limalhas de ferro para exibir um campo altera o campo magnético de modo que ele é muito maior ao longo das "linhas" do ferro. Isto é causado pela grande permeabilidade do ferro em relação ao ar. As "linhas" dos campos magnéticos também são visualmente exibidas em auroras polares, quando as partículas provocam estrias de luz visíveis que se alinham com a direção local do campo magnético da Terra.
As linhas do campo magnético são como as linhas de contorno (altitude constante) em um mapa topográfico, pois representam algo contínuo, e uma escala de mapeamento diferente mostraria mais ou menos linhas. Há uma vantagem em utilizar as linhas do campo magnético como representação. Muitas leis de magnetismo (e eletromagnetismo) podem ser enunciadas completa e concisamente usando conceitos simples como o 'número' de linhas de campo através de uma superfície. Estes conceitos podem ser rapidamente 'traduzidos' para sua forma matemática.
O campo magnético em si não tem "linhas"; as "linhas" são apenas as limalhas de ferro se polarizando, reagindo umas às outras e ao campo, alinhando N e S em relação umas às outras no campo. Se você pudesse ver os campos de força reais, ele seria sombreado e inclinado, com uma sombra mais pesada e grossa perto da parte mais forte do ímã, desvanecendo-se quanto mais distante você se aproxima da fonte. E em todas as 3 dimensões, que as demonstrações de limagem de ferro não podem reproduzir. Os ferrofluidos reagem em todas as 3 dimensões e podem reproduzir um campo com mais precisão, exceto pela gravidade que cria uma restrição de peso. Segurar um ímã forte na frente de um monitor do tipo CRT com uma tela branca também pode dar uma representação dos campos, sem nenhuma "linha de força" visível. O problema com o uso de materiais ferro/magnéticos para visualizar um campo é que os próprios materiais ficam magnetizados e mudam o campo original para incluir sua própria influência.
A direção das linhas do campo magnético representado pelo alinhamento de limalhas de ferro polvilhadas sobre papel colocado acima de um imã de barra
As bússolas revelam a direção do campo magnético local. Como visto aqui, o campo magnético aponta para o pólo sul de um ímã e para longe de seu pólo norte.
Perguntas e Respostas
P: O que é a linha do campo magnético?
R: Uma linha de campo magnético é uma representação visual da direção e da força da força de um ímã.
P: Quem teve a idéia de linhas de força?
R: A idéia das linhas de força foi inventada por Michael Faraday.
P: Como o senhor pode determinar a força de um ímã?
R: O senhor pode determinar a força de um ímã, fazendo uma experiência com flocos de ferro. Os fios de ferro são atraídos pelo ímã e se transformam em linhas de fluxo, que dão uma indicação de quão forte ou fraco o ímã é.
P: O que causa estrias visíveis na aurora polar?
R: As estrias visíveis na aurora polar são causadas por partículas alinhadas com o campo magnético da Terra.
P: Como os campos magnéticos diferem dos mapas topográficos?
R: Os campos magnéticos diferem dos mapas topográficos por representarem algo contínuo, e diferentes escalas de mapas mostram mais ou menos linhas. Os mapas topográficos representam uma altura contínua no mapa, enquanto os campos magnéticos representam algo contínuo que muda de acordo com a escala em que é visto.
P. Por que é difícil ver os campos reais sem mudá-los?
R: Campos reais são difíceis de ver sem mudá-los porque os materiais ferromagnéticos se magnetizam quando são expostos a eles, mudando o campo original para incluir seu próprio efeito.
P: Como o senhor pode olhar para a representação exata de um campo sem mudá-lo?
R: Algumas maneiras de ver a representação exata do campo sem mudá-lo incluem usar ferrofluidos (que respondem em todas as três dimensões) ou segurar um ímã forte em frente a uma tela do tipo CRT com uma tela branca (que não produz nenhuma "linha").
