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Ímãs
e pára-raios Prof.
Luiz Ferraz Netto A
lei do inverso do quadrado do magnetismo A descoberta magnética mais importante do século foi a de lei do inverso do quadrado, referente à força magnética, descoberta esta realizada por Coulomb. Utilizando o princípio da balança de torção, ele provou que a força de atração ou de repulsão de dois pólos magnéticos varia inversamente com o quadrado da distância que os separa. Pólos iguais se repelem, e pólos diferentes se atraem. Outra lei fundamental da natureza tinha sido encontrada, a qual variava também com o inverso do quadrado da distância. Eletromagnetismo
- casamento da eletricidade com o magnetismo Ele descobriu que um fio conduzindo uma corrente elétrica provoca uma deflexão de uma agulha magnetizada. O fio foi primeiramente alinhado em paralelo com a agulha do compasso (que repousa na direção norte-sul), não havendo fluxo de corrente elétrica, conforme se vê abaixo.
Quando a corrente começou a passar, a agulha do compasso girou no sentido indicado, até ficar em um ângulo reto com o fio. Quando cessou a corrente, a agulha retornou à sua direção norte-sul normal. A descoberta de Oersted foi verdadeiramente momentosa. Embora um corpo eletricamente carregado não tenha efeito sobre um ímã, uma corrente fraca de cargas em movimento é capaz de exercer forças sobre pólos magnéticos --- forças que são transmitidas através do espaço vazio. O elo de ligação entre a eletricidade e o magnetismo revelara-se como sendo o movimento. O significado
da descoberta de Oersted foi reconhecido imediatamente pelos cientistas. François
Arago (1786 --- 1853), experimentador francês, mostrou no
mesmo ano que uma bobina de fio atuava como ímã, quando uma corrente era
passada por ela. Limalhas de ferro previamente desmagnetizadas colavam-se
ao fio enquanto passava a corrente, soltando-se quando esta cessava.
Ampère
mostrou também, seguindo os estudos de Arago, que uma bobina de fio
enrolado na forma de um cilindro comporta-se exatamente como um ímã,
quando uma corrente passa pelo fio. Apresenta um pólo norte e um pólo
sul, e atrai materiais magnéticos. Em 1825, Ampère deu com a explicação correta da fonte do magnetismo. Ele sabia que uma espira de fio toma-se um ímã, quando uma corrente passa por ele. Portanto, o ferro é magnético, porque correntes circulares de eletricidade correm em cada um de seus átomos. Cada átomo ou molécula de uma substância magnética tem um pólo norte e um pólo sul. Se esses pólos moleculares apontam em direções ao acaso, eles se anulam, e a peça é desmagnetizada. Se eles se alinham, em certa quantidade, na mesma direção, seu magnetismo individual se soma, e a peça é magnética. A existência de todos os efeitos magnéticos tem sido explicada com base nas cargas elétricas em movimento. Logo depois que as descobertas de Ampère foram publicadas, em 1820, muitos cientistas passaram a usar as forças eletromagnéticas para detetar e medir as correntes elétricas. Os instrumentos chamados galvanômetros consistiam a princípio de uma bobina de fio envolvendo uma agulha de compasso montada sobre um eixo. Conforme se ilustra abaixo, o instrumento era alinhado de tal maneira que o enrolamento da bobina ficasse na direção norte-sul.
Quando uma corrente era passada pela
bobina, a agulha do compasso afastava-se da direção norte- Podemos fazer nosso próprio galvanômetro
sensível, enrolando cerca de duzentas voltas de fio de cobre isolado
(esmaltado) em torno de um tubo de papelão. Coloca-se uma bússola
magnética barata no interior do cilindro e alinha-se o galvanômetro de
maneira a que a agulha aponte em um ângulo reto com o eixo do tubo,
quando não está passando corrente. A agulha será defletida sempre que
uma pequena pilha for ligada aos terminais da bobina.
O eletrólito é feito de salmoura obtida pela dissolução de quatro colheres de chá de sal para cada copo de água quente. Usa-se fio de cobre ('cabinho 22') para ligar os terminais, conforme se mostra. Deve-se tomar cuidado para impedir que a folha de alumínio encoste na lata de metal. Qualquer material isolante, inclusive lápis secos, pode ser usado em lugar dos bastões de vidro para sustentar as folhas de alumínio. Podemos aumentar a deflexão de nosso galvanômetro utilizando dez ou vinte células voltaicas na bateria, ou aumentando o número de voltas do fio do galvanômetro. Embora o aparelho acima descrito possa
parecer rudimentar pelos padrões modernos, ele equivale aos que eram
encontrados na maioria dos laboratórios, por volta de 1820. Com este
modesto princípio, os eletricistas do século dezenove desvendaram os
segredos da 'eletricidade' e do magnetismo, tornando possível uma
indústria nova e maravilhosa. *** Segue A eletricidade posta a trabalhar (parte 1) ***
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