“Tudo tem a ver com energia – tudo. Fisicamente, somos pequenas unidades de energia elétrica e vibramos e projetamos o pensamento eletromagnético.”
Existem na prática dois sistemas de unidades magnéticas. O primeiro consiste no MKSA, adotado pelo Sistema Internacional (SI), que se tornou padrão mundial no comércio e na engenharia.
Contudo, cientistas ainda utilizam o sistema CGS e diversos livros importantes sobre materiais utilizam este sistema. Por isso, torna-se necessário conhecer as diferenças entre os sistemas para compreendermos os diferentes textos.
O Sistema CGS se baseia nas grandezas Centímetro, Grama e Segundo, e, por esse motivo, tornou-se o preferido na ciência dos materiais porque utiliza unidades menores do que o sistema MKS, que utiliza o Metro, Kilo e Segundo.
Porém, a conversão de unidades magnéticas apresenta algumas dificuldades adicionais porque as constantes eletromagnéticas foram definidas diferentemente nos dois sistemas, ao contrário de outras equações da Física.
A Tabela 1 apresenta as unidades eletromagnéticas nos dois sistemas e o fator de conversão.
Em alguns casos, existem dois fatores de conversão. O sistema SI considera o primeiro fator, obtido a partir da Equação 1 do sistema SI. O segundo fator de conversão considera ….
Isto significa que as equações de Maxwell não são as mesmas nos dois sistemas porque definiram as constantes básicas de forma diferente. 1
A Equação 1 apresenta as diferenças entre os vetores Indução Magnética nos dois sistemas. Observa-se que, no sistema CGS, B e H são iguais no vácuo enquanto diferem pela constante μ0 no sistema MKS.
A Equação 1 demonstra que a unidade do vetor Indução Magnética – B – G (Gauss) e a unidade do vetor Campo Magnético – H – Oe (Oersted) são equivalentes quando B=H no vácuo. Isto representa uma complicação porque existem duas unidades diferentes para grandezas iguais. Por outro lado, isto não ocorre no sistema SI.
No sistema SI, as unidades de H e M são iguais [A/m], mas isso não ocorre no CGS porque existe a constante 4π. Para resolver esta questão, criaram a emu (electromagnetic unit), que equivalente a G.cm3/4π. Ela não é uma unidade, mas funciona como se fosse. 2
Os vetores Indução Magnética – B – e Campo Magnético – H – descrevem o magnetismo macroscópico. As correntes macroscópicas constituem as únicas fontes geradoras do Campo Magnético – H. Isto significa que apenas condutores e bobinas possuem a capacidade de gerar o Campo Magnético.
Contudo, existem fontes microscópicas de magnetismo dentro dos materiais. O movimento de partículas com carga elétrica gera Campo Magnético assim como o momento magnético gerado pelo Spin das Partículas Elementares. Isto significa que todas essas partículas que constituem a matéria contribuem para o magnetismo microscópico.
A Equação 2 define a Susceptibilidade Magnética Χ.
No Sistema Internacional, a Susceptibilidade Magnética é uma grandeza adimensional. Por outro lado, no Sistema CGS surge novamente a questão do 4π.
A Susceptibilidade Magnética é uma grandeza extrínseca muito utilizada na Engenharia. Contudo, a Ciência dos Materiais prefere utilizar grandezas intrínsecas e para isso utiliza as Susceptibilidades Magnéticas por volume ou por massa.
Referências
- LÉVY, L. Magnetism and Superconductivity. Springer. 2000.