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Cap. 10 Eletromagnetismo e Geração de Eletricidade 285 ATIVIDADE 10.1 ÍMÃS Pequenos ímãs são facilmente encontrados seja em lojas de material eletrônico ou de ferragens (onde são vendidos para utilização em fechos para armários de cozinha). 1. Obtenha dois ímãs e verifique como eles interagem um com o outro. 2. Escolha uma série de objetos de seu quarto e faça uma lista daqueles que são atraídos por um ímã. 3. Investigue através de quais materiais um ímã irá atrair um clipe de papel. 4. Examine a força do ímã, determinando quantos clipes ou pequenos objetos ele é capaz de suspender (veja a figura). 5. Coloque os dois ímãs juntos e investigue a questão: "O que é capaz de suspender um maior número de clipes ou pequenos objetos: dois ímãs separados ou um ímã com duas unidades?" FIGURA 10.2 O experimento de Oersted mostrou que um fio através do qual passa uma corrente elétrica dá origem a seu próprio campo magnético. As setas indicam as linhas de campo magnético que resultam da corrente que percorre o fio. FIGURA 10.3 Um solenóide, ou uma espira através da qual passa uma corrente, dá origem a um campo magnético (indicado pelas linhas tracejadas), semelhante a uma barra de ímã simples, conforme mostrado.
286 Energia e Meio Ambiente A conexão entre eletricidade e magnetismo foi descoberta pelo físico dinamarquês H. C. Oersted, em 1820. Ele observou que a agulha de uma bússola (que é um ímã pequeno sofria uma força quando era colocada próxima a um fio através do qual passava uma corrente (Figura 10.2). A partir deste experimento, Oersted concluiu que uma corrente elétrica gera um campo magnético. Uma espira através da qual passa uma corrente também atua como um ímã, semelhante a uma barra de ímã (Figura 10.3). Esta espira, denominada "solenóide", é um exemplo de um eletroímã. A força de um eletroímã pode ser aumentada se enrolarmos o fio as redor de uma barra de ferro gusa (por exemplo, um prego de ferro), já que o campo magnético do solenóide faz com que o núcleo de ferro também se magnetize. Eletroímãs são utilizados em muitos dispositivos hoje em dia, tais como motores e relés. Um campo magnético pode ser criado ou removido fechando-se ou abrindo-se um interruptor simples que conecta o eletroímã a uma fonte de tensão. O Movimento de Partículas Carregadas em um Campo Magnético: Raios Cósmicos, Garrafas Magnéticas Já que o ímã sentirá uma força quando colocado em proximidade com um fio atravessado por uma corrente, a terceira lei de Newton afirma que deverá haver uma força de reação sentida pela corrente devido à presença do ímã. A corrente consiste de cargas em movimento, portanto uma outra maneira de se fazer esta afirmação é que uma partícula carregada irá sofrer a ação de uma força quando se movimentar em um campo magnético. A partícula carregada sentirá esta força quando ela se movimentar de forma não-paralela ao campo, mas não sentirá força alguma se seu movimento for paralelo ao campo. A força irá defletir a partícula em uma direção perpendicular ao seu movimento original (Figura 10.4). FIGURA 10.4 (a) Uma partícula carregada (e~) sofre a ação de uma força F quando se movimenta em um campo magnético B. A direção da força é perpendicular à velocidade v e ao campo magnético B. (b) Um feixe de elétrons em um tubo evacuado é defletido por um campo magnético. O feixe fica visível ao atingir uma tela fluorescente. (G. BURGESS)
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