O que é Gauss - Aprenda os conceitos básicos e a importância de Gauss no Magnetismo

O Gauss mede a intensidade do campo magnético, também conhecido como densidade de fluxo, normalmente num determinado ponto. O Gauss era parte integrante do sistema de unidades centímetro-grama-segundo (cgs). No entanto, foi substituído pelo tesla (T) no moderno sistema de unidades SI (Sistema Internacional).

Conversão de unidades

É possível exprimir a intensidade do campo magnético noutras unidades que não Gauss, dadas as seguintes relações:

1 Gauss (G) = 1 Mx/cm²

1 Gauss (G) = 10^-4 Tesla (T)

1 Gauss (G) = 10³ miliGauss (mG)

1 Gauss (G) = 10⁴ microGauss (µG)

1 Gauss (G) = 10⁶ nanoGauss (nG)

1 Gauss (G) = 10^-2 oersted (Oe)

Factores que influenciam o valor de Gauss

Vários factores podem influenciar o valor de Gauss dentro de um campo magnético ou num determinado local. A compreensão destes factores permite-lhe interpretar e manipular adequadamente a intensidade do campo magnético para várias aplicações.

i. Fluxo de corrente: Para electroímanes num circuito com fluxo de corrente, o valor de Gauss depende da intensidade da corrente do condutor. Quanto maior for a corrente conduzida, mais forte será o campo magnético.

ii. Distância da fonte: A intensidade do campo magnético reduz-se de forma inversamente proporcional ao quadrado da distância. Assim, se duplicarmos a distância de uma fonte magnética, o resultado será uma redução do valor de Gauss. Normalmente, o valor reduz-se para cerca de 4^th da força original.

iii. Material: A intensidade do campo magnético varia consoante o tipo de materiais magnéticos.

iv. Interferência: Quando um campo externo afecta o campo magnético, nota-se um desvio no valor de Gauss.

v. Fonte magnética: Quando existe uma fonte magnética mais forte, é de esperar que os valores de Gauss sejam mais elevados.

vi. Factores ambientais: Certas variáveis ambientais, como a pressão e a temperatura, podem afetar as propriedades magnéticas. Consequentemente, é de esperar que o valor de Gauss se altere.

vii. Histerese: A histerese afectará os materiais ferromagnéticos. Consequentemente, verificar-se-á uma alteração nas leituras de Gauss.

Importância da medição de Gauss

Há muitas formas de utilizar estes valores nas aplicações modernas:

i. Rastreio do campo magnético, seja ele de fundo ou de uma fonte, que possa causar interferências electromagnéticas.

ii. Determinação da intensidade de um campo magnético de um equipamento eletrónico.

iii. Ajudam no estudo do campo magnético da Terra.

iv. É possível avaliar a força de diferentes materiais magnéticos.

v. As medições de Gauss são utilizadas pelas máquinas de ressonância magnética para controlar a intensidade dos campos magnéticos produzidos durante os procedimentos de imagiologia.

vi. Ao projetar blindagens magnéticas para utilização contra campos magnéticos externos, as medições de Gauss ajudam a avaliar a sua eficácia.

Valores de Gauss notáveis

Os valores de Gauss variam muito, com os seguintes valores notáveis:

• O valor de Gauss de um íman de frigorífico básico é 50G, enquanto um íman de ferro mede 100G.
• Uma máquina de ressonância magnética utilizada para imagiologia médica pode ter forças de campo magnético entre 3000-70000 G.
• As ligas de ferro utilizadas nos transformadores têm uma saturação de permeabilidade elevada que varia entre 16000 e 22000G.
• A intensidade do campo magnético da Terra à sua superfície varia tipicamente entre 0,25-0,60 G, dependendo da localização e de factores geológicos.
• O Grande Colisor de Hádrons funciona com campos magnéticos de até 83.300 Gauss.
• A remanência dos ímanes de neodímio pode variar entre 10.000 G e mais de 20.000 Gauss.

Gauss Vs Tesla

Tanto Gauss como Tesla são unidades de medida da intensidade do campo magnético, tendo a última substituído a primeira como unidade SI. O Gauss pode ser representado como Maxwell por centímetro quadrado e o Tesla como Newton por ampere-metro.

Quando se trata do sistema internacional de unidades, o Tesla é a unidade padrão para medir a intensidade do campo magnético em vez do Gauss. Como é uma unidade maior em comparação com o Gauss, é mais prática na descrição e medição de campos magnéticos numa vasta gama de aplicações.

Como se mede a força de Gauss

Existem diferentes instrumentos capazes de medir a intensidade de Gauss. O método de medição depende da intensidade e da frequência do campo magnético e também da aplicação. As fontes de interferência podem afetar a precisão da medição da intensidade de Gauss, pelo que deve ser considerada a sensibilidade do instrumento de medição.

Alguns dos métodos comuns utilizados na medição da força de Gauss incluem:

  i. Sensores de efeito Hall: Trata-se de dispositivos de silício que podem medir a intensidade de um campo magnético produzindo uma tensão proporcional à intensidade do campo.

        ii. Magnetómetros: Estes instrumentos são especificamente concebidos para medir campos magnéticos, existindo vários tipos disponíveis com diferentes gamas de medição e sensibilidade.

         iii. Sonda de Hall: É um sensor especializado altamente sensível a campos magnéticos que proporciona uma forma eficiente de medir a intensidade do campo magnético.

       iv. Dispositivos de interferência quântica supercondutores: Como detectores muito sensíveis, os SQUIDs são utilizados para medir campos magnéticos muito fracos.

Medidor de Gauss

Para além da força, um medidor de Gauss também mede a direção do campo magnético. Pode ser utilizado em aplicações como a avaliação de interferências electromagnéticas, o ensaio de ímanes, o mapeamento de campos magnéticos e a análise de materiais magnéticos.

Segue-se um resumo das principais caraterísticas e funções de um medidor de Gauss:

• Os medidores de Gauss fornecem medições exactas da intensidade do campo magnético em unidades de Gauss (G) ou Tesla (T).
• Capaz de fornecer uma gama de campos magnéticos de fracos a fortes com base nos seus valores obtidos.
• Um sensor permite que o medidor de Gauss detecte a presença de um campo magnético.
• Um ecrã no medidor de Gauss mostra a leitura da intensidade do campo magnético obtida.
• O medidor de Gauss pode detetar ligeiras alterações na intensidade de um campo magnético durante a medição.

 Conclusão

Apesar de ser cada vez menos utilizado nos tempos modernos, o Gauss continua a ser uma forma fiável de medir intensidades de campos magnéticos especialmente baixos. A compreensão do gauss pode também ajudá-lo a interpretar corretamente a literatura antiga quando faz investigação.