quarta-feira, 19 de março de 2014

A descoberta de Hans Christian Oersted: Os eletroímãs!

Por Ana Caroline Pscheidt

Você já dever ter brincado pelo menos ma vez com um imã, provavelmente de geladeira ou algum brinquedo magnético e deve ter percebido que eles são permanentes, mas será que é possível construir um imã não permanente, que possa ser ligado e desligado quando quiser? E será que existe alguma utilidade para isso?

A resposta para estas duas perguntas é SIM. Esses objetos chamam-se eletroímãs e, como sugere seu nome, são obtidos a partir de eletricidade e integram inúmeros dispositivos do nosso cotidiano.

O físico dinamarquês Hans Christian Oersted publicou, em 1831, um ensaio onde previu a existência de alguma relação entre corrente elétrica e magnetismo, mas ainda não tinha conseguido prová-la experimentalmente. Conta-se que ele imaginou um experimento pouco antes de dar uma aula na universidade da qual era professor, quando chegou em sua classe, decidiu testar a experiência em frente aos alunos. Para sua surpresa, ela funcionou! Assim, pela primeira vez foi verificada, experimentalmente, a relação entre eletricidade e magnetismo.

A EXPERIÊNCIA DE OERSTED

O aparato experimental se resume a um circuito elétrico simples com alta corrente elétrica. O físico posicionou uma bússola próxima ao fio condutor e, quando ligou o circuito, a agulha que geralmente está orientada com o campo magnético terrestre, sofreu uma desorientação instantânea, voltando à posição original quando o circuito foi desligado.  Neste momento, percebeu que a corrente elétrica que passa no fio pode gerar um campo magnético ao seu redor, tornado-o capaz de mover materiais magnéticos, tais como a agulha da bússola. 

Mais tarde, observou também que, ao colocar materiais ferromagnéticos neste campo, pode-se obter imãs variáveis chamados de eletroímãs, semelhantes ao ímã comum, exceto pelo fato de ser  "temporário", ou seja, o campo magnético só existe quando a corrente elétrica está passando. O fenômeno ficou conhecido como indução magnética.

Figura 1: indução magnética em um fio. Fonte: a autora.
A Figura 1 mostra o efeito observado por Orested. A passagem de corrente elétrica por um fio induz um campo magnético B ao seu redor. Usando sua mão direita é possível identificar a direção do campo B, basta colocar o polegar na direção da corrente elétrica e os outros dedos indicarão a direção do campo.

Usando um enrolamento de fios condutores, como num solenoide, é possível verificar um campo induzido mais intenso do que em apenas um fio e, se no núcleo desse solenoide for colocado um material ferromagnético, podemos construir um imã ainda mais intenso, como ilustra a figura 2. Assim são construídos os Eletroímãs modernos.

Figura 2 – Solenoide com um núcleo ferromagnético. Fonte: A autora.

E ONDE SÃO USADOS ESSES ELETROÍMÃS?


São inúmeras as aplicações. Você pode não ter notado, mas com certeza já utilizou algum dispositivo que funciona a partir do principio de indução magnética. São eles que fazem soar a campainha da porta das residências; possibilitam a transmissão de mensagens telegráficas; estão presentes nos leitores e gravadores de discos rígidos e toca-fitas e alto-falantes. Também nos motores elétricos que precisam desses dispositivos para a conversão de energia elétrica em energia mecânica.  Outra função muito importante do eletroímã é a retirada de estilhas de metal que penetram no corpo humano. Suas aplicações estão presentes diariamente em nossa vida, fazendo-nos perceber como foi importante a descoberta de Christian Oersted. Além disso, foi o ponto de partida para o estudo do eletromagnetismo moderno.

VOCÊ TAMBÉM PODE CONSTRUIR UM PEQUENO ELETROÍMÃ PARA EXPERIMENTAR A SENSAÇÃO DE ORESTED AO CONSEGUIR TRANSFORMAR ELETRICIDADE EM MAGNETISMO.

Materiais:

Um prego grande, esse será o núcleo ferromagnético.
Fio de cobre com isolamento (de preferência esmaltado), para fazer o enrolamento.
Uma pilha, para fornecer corrente elétrica.
Alguns clipes, para testar seu eletroímã.

 Montagem: 

1) Enrolar o fio no prego, dando o máximo e voltas que conseguir;
2) Encoste as pontas do fio nos pólos da pilha, fechando o circuito;
3) Agora, com o circuito fechado, encoste o prego nos clipes para verificar se eles são atraídos, transformando assim o prego em um imã. 

Figura 3 – Montagem do eletroímã. Fonte: A autora.

Dicas: 
Passe palha de aço nas pontas do fio de cobre para retirar seu verniz isolante. 

Se não funcionar ou o imã ficar muito fraco, coloque uma pilha com maior tensão ou coloque mais pilhas fazendo uma montagem em serie (uma pilha seguida da outra). 

OBS.: DE FORMA ALGUMA UTILIZE A ENERGIA ELÉTRICA DA TOMADA PARA ESSA EXPERIÊNCIA, POIS PODEM OCORRER SÉRIOS DANOS! 


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

RESNICK, HALLIDAY, (1996): Física, vol.3, LTC-RJ

 ALVARENGA, BEATRIZ E MÁXIMO, ANTÔNIO. Curso de Física, Volume 3, São Paulo, Spicione, 1997.
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