EM14 - MAIS INFORMAÇÕES SOBRE ELETRICIDADE E MAGNETISMO

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/electricitymagnet2.php

Após ler essa seção você estará apto ao seguinte:

• Explanar o que é um galvanômetro e como é usado.
• Iniciar discussão de como o magnetismo pode ser usado para gerar corrente elétrica.

Nesta demonstração você usará um instrumento chamado galvanômetro. É um instrumento com uma barra de ferro enrolada com um fio elétrico, e um ímã. O galvanômetro detecta a presença de corrente elétrica. Se um fio estiver conectado a este instrumento, ele pode detectar se a corrente elétrica está fluindo através do fio. Se não houver corrente através do fio, a agulha se moverá para a esquerda, registrando 0 no mostrador da figura. Ao contrário, se houver uma corrente fluindo através do fio, a agulha se moverá em direção à direita da escala, registrando 1 no mostrador da figura. A demonstração,  apresentada na figura abaixo, deve ajudar a dar-lhe uma idéia da relação entre magnetismo e eletricidade.

Questões

1. O que acontece com a agulha do galvanômetro quando as linhas magnéticas de força do ímã, na forma de ferradura interagem com o fio elétrico?
2. Quando a agulha galvanômetro se move para a direita (número 1 do mostrador), o que ela diz que está acontecendo no fio?
3. Por que a agulha galvanômetro volta a zero quando o ímã para de se mover?

Discussão

Se a eletricidade gera magnetismo, os ímãs podem gerar eletricidade?

O que você acabou de descobrir nesta  experiência é que a eletricidade pode ser gerada movendo um fio através de um campo magnético (fazer o fio passar por regiões de campo magnético diferente). Esse processo é chamado de indução eletromagnética. Quando um fio elétrico corta as de linhas de força magnética existentes, uma corrente elétrica é produzida no fio. Sabemos disso porque a corrente elétrica que está fluindo no condutor é detectada observando a agulha em um galvanômetro, que é um instrumento que pode medir a corrente elétrica nos fios. O mesmo resultado é obtido quando um ímã é movido para dentro e para fora da bobina de fio condutor. Não importa se o ímã é movido ou se as bobinas são movidas. O importante é que há movimento dentro do campo magnético, e que as linhas magnéticas de força são cortadas. O fenômeno de indução só ocorre quando há variação de campo magnético ou de corrente elétrica no tempo (ou posição).

Por que a indução eletromagnética é importante para nós?

A descoberta da indução eletromagnética é muito importante em nossas vidas porque é o princípio pelo qual geradores elétricos podem produzir eletricidade. Através do uso de ímãs, um gerador pode converter energia mecânica em energia elétrica e fornecer eletricidade que precisamos para tantas aplicações em nossa vida. Lembre-se que energia é a capacidade de fazer  trabalho e que a energia mecânica é a energia causada pela movimentação de objetos. Por exemplo, quando você move as pernas para movimentar uma bicicleta, você produz a energia que move as rodas da bicicleta e movimenta a bicicleta. Quando uma onda da água do mar atinge um barco e o vira, a água em movimento produz a energia que move o barco e o derruba. Quando há uma maneira de transformar energia de movimento em eletricidade que pode acender uma lâmpada, podemos, dessa forma, obter luz em nossa casa.

Como um ímã ajuda um gerador a converter energia mecânica em energia elétrica?

Um gerador funciona muito parecido com vimos na experiência retratada na figura acima. Dentro de um gerador há um ímã, fioselétrico, e uma fonte de energia mecânica. A energia mecânica move o fio através do campo magnético do ímã para que o fio corte as linhas de força magnética. Como resultado, a corrente elétrica é produzida. Geradores elétricos podem existir em vários tamanhos. Alguns geradores elétricos são muito grandes e contem ímãs enormes para que possam produzir muita eletricidade. Por outro lado, alguns geradores contem pequenos ímãs e são pequenos o suficiente para ser portados em uma mão. Estes pequenos geradores podem produzir apenas eletricidade suficiente para acender uma pequena lâmpada.

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