Guindaste de Eletroímã

"A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltará ao seu tamanho original"

Albert Einstein 

Guindaste com Eletroímã

O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, semelhantes àqueles encontrados nos ímãs naturais. É geralmente construído aplicando-se um fio elétrico espiralado ao redor de um núcleo de ferro, aço, níquel ou cobalto ou algum material ferromagnético.Quando o fio é submetido a uma tensão, o mesmo é percorrido por uma corrente elétrica, o que gerará um campo magnético na área a este aspecto, espira através da Lei de Biot-Savart. A intensidade do campo e a distância que ele atingirá a partir do eletroímã dependerão da intensidade da corrente aplicada e do número de voltas da espira.A passagem de corrente elétrica por um condutor produz campos magnéticos nas suas imediações e estabelece um fluxo magnético no material ferromagnético envolto pelas espiras do condutor. A razão entre a intensidade do fluxo magnético concatenado pelas espiras e a corrente que produziu esse fluxo é a indutância.O pedaço de ferro apresenta as características de um ímã permanente, enquanto a corrente for mantida circulando, e o campo magnético pode ser constante ou variável no tempo dependendo da corrente utilizada (contínua ou alternada). Ao se interromper a passagem da corrente o envolto pelas espiras pode tanto manter as características magnéticas ou não, dependendo das propriedades do mesmo.

Obs: A Lei de Biot-Savart é uma equação do Eletromagnetismo que fornece o campo magnético  gerado por uma corrente elétrica  constante no tempo. Essa equação é válida no domínio da Magnetostática. Podemos dizer que a Lei de Biot-Savart é o ponto de partida para a Magnetostática, tendo assim um papel semelhante à Lei de Coulomb na Eletrostática.


Objetivo do Trabalho

A montagem de um guindaste de eletroímã tem como objetivo, introduzir os conceitos básicos de campo magnético gerado por uma espira condutora acrescentando assim aos futuros pesquisadores diferentes modos de interagir com a ciência. Através desse trabalho os alunos poderão se aprimorar e ter um maior desejo pelo conhecimento, aplicando a teoria aprendida em sala de aula com a prática do dia-a-dia.

Materiais Utilizados
Para construção do Guindaste de eletroimã foram utilizados os seguintes materiais. 

• Madeira (ripas e retalho de viga de 12)

• Presilha de cabo coaxial

• Molinete de pesca

• Suporte plástico (segurar a pilha)

• 200mm de cabo flexível de 1,5mm

• Peça metálica (serrada e soldada)

• 6 metros de fio esmaltado 1mm de diâmetro

• Conector elétrico

• Pilha grande de 1,5v

Construção do Guindaste de Eletroímã

Montagem da estrutura de sustentação do eletroímã, A carcaça foi construída de madeira (conforme a figura abaixo) 

Montagem da pilha com o suporte de sustentação da mesma e ligação do condutor de eletricidade da pilha (conforme mostra a foto abaixo)

Enrolar o fio esmaltado na peça metálica de forma uniforme (conforme mostra a figura abaixo)

Unir os 3 sub-conjuntos formando o guindaste.

Testes

1º teste

Com cabo flexível de 1,5mm

Resultado – geração de calor na extremidade da pilha e pouco campo magnético

Teste com 30 segundo de duração e foi pego 32 gramas de clipes

2º teste 

Com fio de 2,5mm (fio não flexível)

Resultado – geração de calor expressivo na extremidade da pilha e um ganho considerável no campo magnético

Teste com 20 segundo de duração e foi pego 67 gramas de clipes

3º teste 

Com fio esmaltado com dois metros de comprimento

Resultado – sem geração de calor e campo magnético considerável

Teste com quatro minutos e  foi pego 107 gramas de clipes

Descrição de 5 grandezas físicas envolvidas no projeto.

1- Corrente elétrica;

2- Eletromagnetismo;

3- Estática;

4- Carga elétrica;

5- Campo magnético.

Conclusão

Através da atividade desenvolvida demostramos o funcionamento de um eletroimã e explicamos experimentalmente a teoria eletromagnétiva envolvida neste dispositivo. Se uma pequena pilha de 1,5 Volts, através de uma equipamento artesanal tem a potência para sustentar uma quantidade enorme de clipes (os quais não têm centro gravitacional estável), devemos aguçar nossa mente para que possamos entender a fisica no cotidiano, pois tudo o que há ao nosso redor é física. E através da física podemos tornar o nosso ambiente de vivência em um lugar mais sustentável.