Eletroímã

A idéia básica por trás de um eletroímã é extremamente simples: ao passar uma corrente elétrica por um fio, é possível criar um campo magnético.

Usando este princípio simples, é possível criar todos os tipos de coisas, incluindo motores, solenóides, cabeçotes de leitura/gravação para discos rígidos e toca-fitas, alto-falantes e outras coisas mais.

Um ímã comum

Antes de falar sobre os eletroímãs, vamos falar sobre os ímãs normais e “permanentes” como os que colocamos na geladeira e com os quais você provavelmente brincava quando criança.

Os ímãs têm 2 lados, normalmente marcados com “norte” e “sul”, e eles atraem coisas feitas de ferro ou aço.

Provavelmente você sabe a lei fundamental de todos os ímãs: os lados opostos se atraem e os iguais se repelem.

Por isso, se tiver 2 barras de ímã com extremidades marcadas “norte” e “sul”, a extremidade norte de um ímã irá atrair a extremidade sul do outro. Por outro lado, a extremidade norte de um ímã irá repelir a extremidade norte do outro (e de maneira semelhante, a sul de um irá repelir a sul do outro).

Um eletroimã é muito semelhante, exceto pelo fato de que é “temporário”, ou seja, o campo magnético só existe quando a corrente elétrica está passando.

Um eletroímã

Um eletroímã começa com uma pilha ou bateria (ou alguma outra fonte de energia) e um fio. O que a pilha produz são os elétrons.

Se você olhar qualquer pilha D (uma pilha de lanterna, por exemplo), dá para ver que há duas extremidades, uma marcada com um sinal de mais (+) e outra marcada com o sinal de menos (-). Os elétrons estão agrupados na extremidade negativa da pilha e, podem fluir para a extremidade positiva, com o auxílio de um fio.

Se você conectar um fio diretamente entre os terminais positivo e negativo de uma pilha, três coisas irão acontecer:

os elétrons irão fluir do lado negativo da pilha até o lado positivo o mais rápido que puderem;

a pilha irá descarregar bem rápido (em questão de minutos). Por esse motivo, não costuma ser uma boa idéia conectar os 2 terminais de uma pilha diretamente um ao outro, normalmente, você conecta algum tipo de carga no meio do fio. Essa carga pode ser um motor, uma lâmpada, um rádio;

um pequeno campo magnético é gerado no fio. É esse pequeno campo magnético que é a base de um eletroímã.

Campo magnético

A idéia de campo magnético pode ter lhe surpreendido, mas ele, definitivamente, existe em todos os fios que transportam eletricidade. Dá para provar isso com um experimento.

Você vai precisar de:

uma pilha AA, C ou D;

um pedaço de fio; se não tiver um fio na sua casa, compre um carretel de fio de cobre fino isolado em uma loja de equipamentos eletrônicos ou de ferragens perto da sua casa. Um fio como o de telefone é perfeito, basta você cortar a capa de plástico e vai encontrar 4 fios lá dentro;

Bússola

Coloque a bússola sobre a mesa e, com o fio perto da bússola, conecte, por alguns segundos, o fio entre as extremidades positiva e negativa da pilha.

O que você vai perceber é que a agulha da bússola se desloca. Inicialmente, a bússola irá apontar para o pólo norte da Terra, como mostrado na figura à direita (lembre-se que dependendo da sua posição no planeta, a agulha não ficará como a da nossa figura.)

Ao conectar o fio à pilha, a agulha da bússola oscila, visto que essa agulha é um pequeno ímã com um pólo norte e um pólo sul. Considerando que a agulha é pequena, ela é sensível a campos magnéticos pequenos. Então, o campo magnético criado no fio, pelo fluxo de elétrons, afeta a bússola.

Fonte: ciencia.hsw.uol.com.br

Eletroímã

Os eletroímãs são constituídos por uma barra de ferro, ao redor da qual é enrolado um condutor.

Quando passa corrente pelo condutor, ela produz um campo magnético; e a barra de ferro, ficando em um campo magnético, se imanta.

O uso de eletroímãs oferece várias vantagens:

1ª) se quisermos inverter os polos, basta invertermos o sentido da corrente;

2ª) é somente a imantação por corrente elétrica que nos fornece ímãs muito possantes;

3ª) podemos usar uma barra de ferro doce (ferro puro), que tem a propriedade de só se imantar enquanto estiver passando a corrente; e se neutraliza logo que a corrente é desligada. Assim, temos um ímã que só funciona quando queremos. (Nota: o aço, ao contrário, permanece imantado mesmo quando cessa a causa da imantação).

Os eletroímãs, em geral, não têm forma de barra, mas a forma de U, indicada na figura acima. Em uma peça n de ferro doce, se enrolam duas bobinas, B e ; os seus enrolamentos são postos em série e de tal forma que a corrente que passe por elas produza campo no mesmo sentido. Em geral, têm também uma peça de ferro doce que é atraída pelos polos quando o eletroímã funciona. A peça n é chamada núcleo; a peça a é chamada armadura.

Os eletroímãs têm inúmeras aplicações, desde em instalações delicadas, como telégrafos, telefones e campainhas, até em grandes instalações industriais. Veremos, a seguir, exemplos de utilização de eletroímãs.

Podemos saber onde aparece o polo norte aplicando, por exemplo, a regra do saca-rolhas.

 

Consta de um eletroímã E, cuja armadura A tem uma extremidade presa a uma mola de aço flexível B e a outra extremidade a uma haste C que mantém na ponta uma esfera D. A mola B obriga a armadura a ficar em contato com uma placa metálica F . A corrente é fornecida por uma pilha P , ou pelo circuito que serve à uma residência (fig. 284). Quando se fecha a chave S a corrente segue o seguinte caminho: eletroímã, mola B , armadura A, placa F chave S e volta à pilha.

Mas, logo que a corrente passa, acontece o seguinte:

1º) o eletroímã atrai a armadura; esta leva consigo a haste C, e a esfera D bate no tímpano T ;

2º) quando a armadura é atraída, ela se afasta da placa F e o circuito se abre;

3º) com o circuito aberto, cessa a atração sobre a armadura, e a mola B leva novamente a armadura em contato com F ;

4º) então o circuito se fecha, e tudo se repete. Assim, enquanto a chave S permanecer fechada, a esfera D alternadamente bate no tímpano e recua. Essa chave S é o que vulgarmente chamamos o “botão” da campainha; quando apertamos o botão, estamos fechando o circuito.

Aplicações do eletroímã

Dissemos que um eletroímã tem um grande número de aplicações práticas, entre as quais já mencionamos o guindaste.Você estará analisando uma outra aplicação: o alarme contra ladrão (instalado em uma residência).

Descreveremos, a seguir, outras aplicações do eletroímã, de uso muito freqüente em nosso cotidiano:

Na figura ao acima está representado o circuito de uma campainha elétrica muito simples: L é uma lâmina de ferro flexível, e C é um contato que abre e fecha o circuito quando a lâmina se afasta dele ou encosta nele.

Quando o circuito é fechado pelo interruptor I, a corrente no eletroímã faz com que L seja atraída, e o martelo M golpeia o tímpano T. Em virtude desse deslocamento de L, o circuito se interrompe em C e. o eletroímã perde imantação.

A lâmina flexível L retorna a sua posição normal, estabelecendo o contato em C. Assim, o processo se repete e M golpeia T repetidas vezes enquanto o interruptor I estiver acionado.

O alto-falante é um dispositivo que produz som a partir de uma corrente elétrica variável que passa na bobina de um eletroímã.

Esta bobina está presa à base de um cone de papelão e encaixada (com folga) em um ímã permanente. Quando a corrente alternada passa pela bobina do eletroímã, ela é sucessivamente atraída e repelida pelo ímã permanente.

O cone acompanha essas vibrações da bobina, provocando compressões e rarefações no ar, que, como sabemos, constitui uma onda sonora.

Em um receptor telefônico, o som que escutamos é produzido de maneira semelhante ao que ocorre em um altofalante.

Como podemos ver na figura, a corrente elétrica alternada variável (proveniente do telefone emissor), passando nas espiras de um eletroímã, faz com que uma fina lâmina de ferro seja atraída, por ele, sucessivas vezes.

Como essa lâmina apresenta uma certa elasticidade, ela tende a voltar a sua posição normal sempre que se interrompe a atração do eletroímã. Por isso, a lâmina vibra rapidamente, dando origem às ondas sonoras no ar, que são transmitidas ao ouvido.

Uma aplicação do eletroímã na medicina é usado em hospitais especializados. Um poderoso eletroímã costuma ser usado para retirar pequenos pedaços de ferro ou aço que, acidentalmente, tenham atingido o olho de uma pessoa e ofereçam dificuldades para serem retirados por outro processo.

Curiosidades

Don Ingber desenvolveu uma máquina que usa um eletroímã para sugar bactérias do sangue.Em testes de laboratório, a equipe de Ingber misturou sangue de doador com o fungo Candida albicans, uma causa comum de sepsia, e adicionou peças de óxido de ferro com revestimento de plástico, cada uma com um diâmetro equivalente a um centésimo do de um fio de cabelo e coberta com anticorpos que procuram os fungos e se prendem a eles.

Depois eles passaram a mistura em uma máquina que faz um tipo de diálise usando um eletroímã para puxar as peças e qualquer patogênico preso a elas do sangue para uma solução salina. O dispositivo remove 80% dos invasores – o suficiente para que drogas possam expulsar o resto – em algumas horas.

Ainda é preciso fazer testes em animais para se certificar de que isso não, ahn, causa mortes, mas parece bem promissor. Se funcionar com essa bactéria, Ingber espera usar o processo para sugar células cancerosas do corpo.

Fonte: www2.unicid.br

Eletroímã

O eletroímã consiste em uma bobina enrolada num núcleo de ferro. A corrente elétrica, ao percorrer o fio gera um campo magnético, que atrai os clipes.

Materiais necessários

– 1 prego grande;
– 1 suporte para 2 pilhas;
– 1 m de fio esmaltado de 1 mm com as extremidades descascadas;
– 2 pilhas AA;
– Clipes;

Conectam-se as extremidades do fio esmaltado com as do fio do suporte para pilhas. Aproxima-se o prego dos clipes

Fonte: www.pontociencia.org.br