para
fazer um motor bem didático.
Um
bom eletroímã requer, um generoso núcleo de ferro/silício
laminado, digamos (4x4x12) cm e um enrolamento de fio de cobre
esmaltado (e de preferência com dupla capa de algodão), com
não muitas espiras, digamos, 250 espiras de fio, para uns 5A.
Esse eletroímã já possui força portante suficiente para
manter você suspenso.
Além desse eletroímã, consiga um disco de alumínio de uns 8cm
de raio, capaz de girar livremente num eixo.
Comentando
Colocando-se esse disco diante do eletroímã, a 1 cm,
percebe-se, no disco, alguma vibração (obviamente com o
eletroímã ligado na rede elétrica domiciliar) e a presença de
uma força de repulsão no disco.
Isso
é simples de se explicar: o intenso campo magnético alternado
produzido pelo eletroímã, induz na massa metálica do disco,
correntes induzidas; essas correntes, por sua vez produzem,
também, intensos campos magnéticos.
As leis da indução eletromagnética deixam patente o princípio
da conservação da energia, cabalmente demonstrado por Lenz que,
esses campos, o indutor (devido ao eletroímã) e o induzido
(devido às correntes no disco) devem se repelir. A região do
disco que defronta o eletroímã e essa face do eletroímã,
devem ter, a cada instante, pólos de mesmo nome; ambas NORTE; ou
ambas SUL.
A
figura ilustra as montagens parciais, quer com disco, quer com
cilindro de alumínio.
Agora
que você preparou sua montagem experimental, mesmo que seja com
outro eletroímã que tenha em mãos, pegue uma lâmina de cobre
e interponha entre o eletroímã e o disco (ou cilindro) digamos,
cobrindo metade da área do núcleo do eletroímã.
Agora
você observará o disco girar (com o cilindro montado sobre
rolamentos de esfera,
você obterá facilmente mais de 3000 rpm). Observe nossas
ilustrações:
Novamente
a explicação é simples.
Ao interpor a lâmina de cobre, essa também sofre o fenômeno da
indução eletromagnética, devido á variação do fluxo
magnético indutor, com a face voltada para o núcleo adquirindo,
a cada instante, pólo de mesmo nome que o núcleo.
Porém, sua face oposta terá pólo de nome contrário, que
atrairá a face do disco, que tem pólo de mesmo nome que o
núcleo.
Parece complicado não?
Eis uma exemplificação: se num dado instante, a face do
eletroímã é Norte, a face do disco que a defronta
também será Norte; interpondo-se a lâmina de cobre, a face do
cobre que defronta o núcleo, também será Norte, porem sua face
oposta será Sul. O Sul dessa face oposta da lâmina atrai o
Norte da face do disco (ou cilindro), e este, por estar livre,
gira em torno de seu eixo.
Na
verdade, ao interpor a lâmina de cobre, você produziu uma
deformação no campo indutor, permitindo com isso aparecimento
de um torque no disco (ou cilindro).
Se você olhar bem de perto um desses motores de indução, tipo
gaiola, como por exemplo, motores de toca-discos, verá anéis de
fios de cobre grosso envolvendo parte do núcleo que defronta o
rotor.
Esses anéis, em curto circuito, produzem um campo induzido que
deformam o campo indutor, permitindo o aparecimento de um torque
no rotor (e não, simplesmente, uma repulsão orientada para o
eixo - que o impediria de girar).
