A teoria eletromagnética por trás da tecnologia
O estudo dos fenômenos eletromagnéticos e dos efeitos destes nos meios materiais tem proporcionado aplicações tecnológicas em vários campos da engenharia.
Talvez seja difícil para os estudantes de Engenharia Elétrica compreender a importância do Eletromagnetismo no dia-a-dia de um Engenheiro Eletricista. A verdade é que Eletromagnetismo é base de vários conceitos estudados durante os cinco anos de curso.  A teoria do Eletromagnetismo é usada para desenvolver muitas tecnologias usadas hoje, tais como rádio, televisão, Bluetooth e wireless. Das baixas às altas frequências, o eletromagnetismo está presente em todas as áreas de engenharia elétrica. A teoria básica do eletromagnetismo advém de leis fundamentais, unificadas por James Clerk Maxwell. Essas leis são:
• Lei de Gauss para campo elétrico: relaciona o fluxo do campo elétrico com as cargas elétricas que o originaram. Desta forma, temos que uma carga elétrica produz um campo elétrico e o fluxo deste campo elétrico que passa através de uma superfície fechada é proporcional à carga total que se encontra no interior de tal superfície.
• Lei de Gauss para campo magnético: é a lei equivalente à primeira, porém voltada aos campos magnéticos. Ela evidencia a inexistência de monopólos magnéticos. Na Lei de Gauss, diferentemente das linhas de campo elétrico, que divergem de cargas positivas e convergem para as cargas negativas, as linhas de campo magnético são continuas. De fato, o fluxo magnético que atravessa uma superfície fechada é zero, pois a quantidade de linhas de campo que entram na superfície é a mesma quantidade das linhas que saem dessa superfície.
• Lei de Faraday: diz respeito ao comportamento de um campo elétrico produzido por uma variação do fluxo magnético. Fisicamente, ao variar o fluxo magnético aplicado em uma superfície, será induzida nessa superfície uma circulação de campo elétrico.
• Lei de Ampère-Maxwell: relaciona um campo magnético com a corrente elétrica ou variação de campo elétrico que o origina, de forma que uma corrente elétrica ou uma variação de fluxo elétrico em uma superfície induz uma circulação de campo magnético nesta superfície.
As equações de Maxwell podem ser aplicadas em várias situações e combinações de diferentes meios: ar, vácuo, magnéticos, não magnéticos, condutores, semicondutores, supercondutores e dielétricos.
Os avanços tecnológicos da eletroeletrônica estão diretamente relacionados com o desenvolvimento dos materiais: elétricos, magnéticos, dielétricos e semicondutores.
Entender os fenômenos que ocorrem nos meios materiais, quando submetidos a campos elétricos e campos magnéticos, é de fundamental importância para o desenvolvimento de novos dispositivos.
De forma geral, os materiais elétricos são classificados de acordo com sua condut ividade, podendo ser condutores (metais), semicondutores ou isolantes (dielétricos). Um material que apresenta condutividade elevada é classificado como um metal, enquanto um material com baixa condutividade é classificado como isolante. Um material elétrico é denominado semicondutor quando sua condutividade está entre a dos metais e a dos isolantes.
Os materiais magnéticos, por sua vez, podem ser classificados pela facilidade de serem magnetizados ou desmagnetizados, podendo ser MMM (Materiais Magneticamente Moles), MMD (Materiais Magneticamente Duros), MGM (Materiais de Gravação Magnética). Os materiais classificados como MMM possuem a característica de serem facilmente magnetizados na presença de um campo magnético e, quando este é retirado, estes materiais voltam ao seu estado natural. Os ímãs permanentes são os MMD, os quais apresentam grande resistência à magnetização, porém, quando magnetizados, tendem a permanecer neste estado mesmo após a retirada do campo magnético. Os MGM são materiais que apresentam características intermediárias entre os MMM e MMD, sendo utilizados como meios magnéticos de gravação de informações.
Assim, o entendimento físico e matemático das leis de Maxwell torna-se uma forte ferramenta nas mãos de um bom Engenheiro Eletricista, principalmente quando aliado ao estudo das características comportamentais dos materiais magnéticos e elétricos. Pois, partindo dessa base consolidada, é possível desenvolver várias pesquisas e interpretar os vários fenômenos envolvidos em projetos que podem resultar em patentes ou produtos de inovação tecnológica.
Bruna Larissa Lima Crisóstomo
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