Atividades com Eletroímãs
(Série B - ATIVIDADE 10 - Como podemos fabricar eletroímãs?)

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

Você precisará de uma certa quantidade de fio de cobre esmaltado #24 a #28 para esta atividade. Ele é conhecido, também, como fio de campainha ou, ainda, como fio magnético.Pode ser obtido nas lojas de materiais elétricos em rolos de 250g (250 gramas), contendo cada rolo cerca de 25m (25 metros) de fio, ou ainda em lojas de enrolamento de motores. Ou talvez, você tenha a sorte de arranjar motores e transformadores usados, dos quais você conseguirá retirar alguma quantidade de fio em boas condições. Há ainda a possibilidade de pedir a um eletricista ou técnico em eletrônica. Estes fios de cobre esmaltados têm diâmetro ao redor do 1 milímetro.
Você precisará de algumas barras de ferro doce, tais como parafusos com porcas ou pregos grandes. Pedaços de ferros (barras, tarugos) de construção são facilmente obtidos (de graça!) nas firmas de ferragens que montam treliças, estruturas metálicas, etc.
Você precisará também de duas ou três pilhas grandes de lanterna (figura 1). Se dispuser de uma fonte de tensão ajustável, melhor ainda.

Arranje um parafuso reto com porca de ferro doce (não de aço), com uns 10 ou 15cm de comprimento, com a cabeça sextavada. Enrole regularmente seu fio de cobre esmaltado em torno deste parafuso, como você enrolaria linha num carretel. O processo da figura 2 é satisfatório. A mesma coisa pode também ser feita pelo processo da figura 3, no qual um colega segura o rolo por meio de uma haste, enquanto o outro enrola o arame, girando o parafuso. Continue, dando mais voltas de fio, até que você tenha três ou quatro camadas de fio cuidadosamente enroladas sobre o parafuso (figura 4).
Devem sobrar uns 60cm de fio nas extremidades. Estes podem ser presos por fita isolante, para evitar que o fio se desenrole.
Lixe (raspe) as extremidades desse fio (cerca de 4 cm) para retirar a cobertura de esmalte (assim o cobre, condutor, fica exposto).

Experimente seu ímã antes de ligá-lo a uma pilha, para ver se ele levanta pregos ou se afeta a agulha de uma bússola. Ele o faz? Por quê?
Agora ligue-o a duas pilhas, como está representado na figura 5. Conserve uma ponta do fio entre os dedos e encoste-a à pilha somente quando você desejar que o eletroímã funcione; ou, se você for mais ambicioso, você pode ligar um interruptor de botão (tipo botão de campainha) ou chave de faca ao circuito. Não deixe as pilhas e a bobina ligadas por mais de alguns segundos de cada vez. O uso contínuo gastará a pilha.

Enfie uma ponta da eletroímã dentro de uma caixa de pregos ou de uma miscelânea de objetos de ferro. Agora comprima o fio de encontro à pilha (feche o circuito). Retire o eletroímã da caixa. Que quantidade de coisas ele levanta!
Agora corte (abra) o circuito e todos os objetos de ferro caem dentro da caixa. Repita isto com objetos pesados (figura 6). Que peso seu eletroímã levanta? Como você vê, a barra de ferro e o fio sozinhos não constituem um eletroímã, é preciso uma corrente elétrica passando através do fio do enrolamento para transformá-lo em ímã.

O eletroímã que você fabricou é, quando ligado a uma fonte de tensão elétrica, uma barra magnética comparável às barras magnéticas que foram feitas e utilizadas nas Atividades com Magnetismo, da série anterior.

Faça agora um eletroímã em forma de ferradura (figuras 7 e 8). Ele será mais potente pois estará usando os dois pólos para atrair e prender peças de ferro. Arranje um parafuso de 1/4" ou 3/8” (de 6 mm a 1cm) de diâmetro e 25 ou 30 cm de comprimento, com a cabeça saliente e uma porca enroscada no mesmo. Dobre-o, o mais perfeitamente possível em forma de U. Nas lojas de ferragens você pode encontrar varetas de 1/4" e 1 metro de comprimento, já dotada de rosca em toda sua extensão; as porcas podem ser compradas separadamente. Com 30 cm de uma dessas varetas, cuidadosamente dobrada em forma de U, 4 porcas e 4 arruelas você terá um excelente núcleo para fazer seu eletroímã.
Enrole cuidadosamente pelo menos três camadas de fio em torno de um pólo, e enrole, também, em torno do outro pólo uma quantidade de fio igual. Procure observar o sentido de enrolamento do fio indicados na figura 8.

Faça os dois enrolamentos (bobinas) no mesmo sentido; se você enrolar o fio nos dois pólos em sentido opostos, os pólos se opõem um ao outro e você não terá, praticamente, efeito magnético algum, quando terminar o trabalho. Prenda o fio às extremidades da ferradura com fita adesiva ou fita isolante para impedir que se desenrole.
Você talvez ache que a forma de U da barra dificulte o seu trabalho caprichado de enrolar o fio. Talvez, nesse caso, seja mais conveniente enrolar o fio e prendê-lo antes de dobrar a barra, como está ilustrado na figura 9. Agora com o trabalho terminado, ligue-o a uma pilha e teste sua capacidade de suspensão com pregos e diversos objetos pesados.

Você deveria agora contar ou escrever uma história completa sobre como fabricar eletroímãs. Você deve também repetir as Atividades 4 e 5 usando seu eletroímã em lugar dos ímãs comuns. Procure escrever algumas sentenças contando de que maneira os eletroímãs são semelhantes aos ímãs comuns, em seu comportamento, e de que modo diferem dos mesmos.

11. Como podemos aumentar a força de um eletroímã?
12. Por que é preciso uma corrente elétrica para fabricar um eletroímã?
13. Como fazer um eletroímã capaz de levantar uma pessoa?