O cubo magnético

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br 

Apresentação
Existem várias técnicas que permitem observar campos magnéticos em 3 dimensões. Aqui apresentamos uma de nossas sugestões.

Montagem 
Obtenha ou construa um cubo de placas de acrílico transparente com 10 cm de aresta. Caixinhas cúbicas em acrílico ou plástico que são vendidas em papelarias (para guardar grampos, alfinetes, clipes etc.) servem perfeitamente, bastando acrescentar uma face, que pode ser a própria placa de acrílico utilizada como base do aparelho. As medidas abaixo referem-se a uma dessas caixas de (10 x 10 x 10) cm.

Construa 6 bobinas, cada uma com 15 espiras de fio de cobre esmaltado 32 AWG. Use um tarugo de madeira de (9 x 9) cm como forma para tais bobinas. Use fita adesiva ou algumas gotas de “superbond” para manter unidas as espiras. Cole cada bobina numa face do cubo, externamente; use araldite transparente ou cola epóxi nessa operação. Deixe uns 20 cm de extremidades livres desses fios, em cada bobina, para as devidas interligações.

Passe os fios terminais das bobinas pelos correspondentes orifícios na placa base (ver ilustração) e ligue aos bornes (terminais) fixados na placa base, conforme esquema: em série e concordância (o fim de uma ao início da outra e enrolamento de mesmo sentido). Os terminais fêmeas (onde irão se encaixar os plugues bananas macho) podem ser substituídos por conectores Sindall.

Num béquer, coloque óleo mineral fino e transparente (glicerina serve), em quantidade suficiente para encher o cubo. Acrescente ao óleo uma boa colherada de limalha de ferro bem fina (pó de ferro) e misture bem, com uma vareta de vidro. Pelo orifício praticado na placa base (próximo a um canto da face inferior do cubo), despeje essa mistura dentro do cubo. Vede o orifício.

Aplique tensão elétrica (de 3 a 6 VCC, 1 A) entre os terminais (0 — 1), (0 — 2), (1 — 2), (0 — 3) etc. e observe os vários espectros magnéticos em 3 dimensões. As linhas de indução mostram-se bem nítidas.

Colocando-se o aparelho sobre um retroprojetor, tais espectros poderão ser vistos por grande platéia.

Comentários técnicos
Cada par de bobinas de faces opostas deve funcionar como eletroímãs em série e concordância. Na figura (e), acima, exemplificamos isso mostrando as faces laterais; a da esquerda foi conectada aos terminais 0 e 1 e a da direita aos terminais 1 e 2. Assim, se ligarmos a fonte de 3 ou 6 VCC entre 0 e 2, observe que a corrente 'entra' por 0 e 'sai' por 2 (veja esses sentidos indicados na figura); a face esquerda externa será um SUL,  a face direita externa será um NORTE --- essas bobinas foram ligadas em série e concordância.