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Bússula e Electro-Íman

1 Introdução

O presente trabalho debruça-se á sobre aspectos ligados a Bússola e Electro-íman, tendo em conta que estes são de extrema importantes para o nosso quotidiano.

A bússola é sem dúvida o instrumento mais conhecido da era dos descobrimentos, pois foi provavelmente o mais importante. Indicando sempre o sentido sul magnético, o que significa indicar aproximadamente norte geográfico, tal instrumento constituiu e constitui instrumento indispensável a todo e qualquer navegador. A equivalência ocorre devido ao facto dos polos norte magnético e norte geográfico situarem-se em hemisférios distintos do globo.

Já o electro-íman é constituído por um núcleo de ferro macio e uma bobina ( um enrolamento de um fio condutor). Quando a corrente eléctrica percorre o enrolamento esta cria um campo magnético e o núcleo de ferro magnetiza-se tornando-se num íman.

Quanto maior for o número de espirras (voltas de enrolamento) mais forte é o electro-íman. Quando a corrente é desligada o núcleo de ferro deixa de estar magnetizado.

Electro-íman é um magnete temporário formado por um núcleo de ferro macio ou outro material ferromagnético adequado, em voltado qual se enrola uma bobina de fio que é percorrido por uma corrente elétrica.

2 Fundamentação teórico

2.1 Electro-íman

O físico dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu que as correntes eléctricas criam campos magnéticos em 1820, tendo o primeiro electro-íman sido inventado quatro anos mais tarde (1824) pelo britânico William Sturgeon. Este aparelho era constituída por uma peça de ferro em forma de ferradura sobre a qual estavam enroladas 18 espirais de fio de cobre nu (o fio isolado ainda não existia). Este aparelho conseguia levantar cerca de 4 kg (apesar de pesar apenas 200 g) quando a corrente de uma bateria de uma única célula era feita passar pelo mesmo. Esta invenção começou a ser progressivamente melhorada pelo norte-americano Joseph Henry, que a popularizou. Henry conseguiu graças isolamento do condutor com seda multiplicar o número de enrolamentos da bobina e criar assim ímanes potentes com milhares de voltas de fio.

O electro-íman é um dispositivo que utiliza corrente eléctrica para gerar um campo magnético, semelhantes àqueles encontrados nos ímãs naturais. Geralmente, é construído aplicando-se um fio eléctrico espiralado à volta de um núcleo de ferro, aço, níquel ou cobalto ou algum material ferromagnético.

Quando o fio é submetido a uma tensão, o mesmo é percorrido por uma corrente eléctrica, o que gerará um campo magnético na área circunvizinha a essa espira (a intensidade do campo e a distância que ele atingirá a partir do electro-íman dependerão da intensidade da corrente aplicada e do número de voltas da espira), de acordo com a Lei de Biot-Savart. A passagem de corrente eléctrica por um condutor produz campos magnéticos nas imediações do condutor e estabelece-se um fluxo magnético no material ferro magnético envolto pelas espiras do condutor, a razão entre a intensidade do fluxo magnético ligado pelas espiras e a corrente que produziu esse fluxo é a indutância (quociente do fluxo de indução através dum circuito, criado pela corrente que atravessa o circuito, pela intensidade dessa corrente), a intensidade do campo magnético produzido dependerá das características do meio no qual se estabelecerá o fluxo, o que afectará a relutância (quociente da força magnetomotriz dum circuito magnético pelo fluxo de indução que atravessa) do caminho magnético.

O pedaço de ferro apresenta as características de um íman permanente, enquanto a corrente for mantida circular, e o campo magnético pode ser constante ou variável no tempo dependendo da corrente utilizada (contínua ou alternada). Ao se interromper a passagem da corrente o envolto pelas espiras pode tanto manter as características magnéticas ou não, dependendo das propriedades do mesmo ferro magnetismo.

2.2 Bussola

Um dos instrumentos de navegação mais importantes surgidos na história é a bússola. Ela consiste em uma caixa com uma agulha magnetizada ao meio, que aponta para o ponto cardeal Norte. A bússola teve grande importância para o desenvolvimento das civilizações no século XVI, na Era dos Descobrimentos com as grandes navegações, mas sua história começa no século I, na China, quando foi inventada.

A bússola é um instrumento de navegação e orientação baseado em propriedades magnéticas dos materiais ferromagnéticos e do campo magnético terrestre. A palavra bússola vem do italiano bussola, que significa “pequena caixa” de madeira de buxo.

As bússolas são geralmente compostas por uma agulha magnetizada colocada num plano horizontal e suspensa pelo seu centro de gravidade de forma que possa girar livremente, e que orienta-se sempre em direção próxima à direção norte-sul geográfica de forma a ter a ponta destacada - geralmente em vermelho - indicando o sentido que leva ao sul magnético da Terra, ou de forma equivalente, a um ponto próximo ao polo norte geográfico da Terra.

3 Aplicação

O electro-íman funciona segundo a atracção de uma força electromagnética.
A corrente eléctrica criada pela pilha percorre as espiras do electro-íman criando um campo magnético, semelhante ao dos ímanes naturais, capaz de atrair corpos ferromagnéticos. Quanto maior for o número de espiras e a intensidade da corrente que as percorre, maior será o poder de magnetização do electro-íman

O electro-íman é usado em diversos aparelhos, como motores, faróis de carro, campainhas e discos-rígidos. Nos auto-falantes, são usados dois ímãs: um permanente e um electro-íman, que é ligado e desligado na frequência adequada, indo para a frente e para trás, como um pistão, fazendo o cone vibrar e produzir o som. Electro-ímanes mais poderosos são utilizados para separar o lixo em ferros-velhos, ou nos portos para colocar contentores em navios.

O uso da bússola para fins precisos requer que se tenha em mãos também um mapa cartográfico que indique a correção a ser feita na leitura bruta da bússola a fim de se localizar o norte geográfico corretamente. Tal correção deriva não apenas do fato dos polos magnéticos e geográficos não coincidirem precisamente mas também do fato de a leitura da bússola ser diretamente influenciada pelas condições ambientais locais - a exemplo pela grande presença de material ferromagnético no solo. As cartas de navegação normalmente apresentam tal informação sob o nome de "declinação magnética" do local.

A bússola é instalada em aviões, navios e carros e motos de competição de rally, isso para manter as pessoas em sua devida direção pretendida.

Os principais componentes das bússolas são os seguintes:

  • Base: é transparente e de plástico, normalmente marcada com uma régua de escala e com uma (ou mais) réguas laterais.
  • Cápsula: contém uma agulha magnética, é preenchida por um líquido que em geral é um óleo pouco viscoso, que tem como finalidade dar estabilidade à agulha. A agulha geralmente tem algum destaque para o polo norte (podendo a ponta ser vermelha, de alguma cor brilhante, etc...). Existem, porém, bússolas em que o Sul é destacado, as ditas "bússolas de geólogo".
  • Disco de leitura: Tem uma escala em graus que fica em volta da cápsula, que serve para ser girada manualmente de modo a obter o rumo em graus (em alguns casos, essa escada não gira manualmente, girando apenas com o movimento da agulha).
  • Portão: Faixa preta e vermelha pintada numa lâmina ou na cápsula. Serve para alinhar a agulha, move-se junto com a cápsula e as linhas de Norte e tem o lado Norte pintado de vermelho. Em algumas bússolas o portão pode ser movido independentemente.
  • Linhas de Norte: São sem série, e servem para alinhar a bússola com os meridianos inseridos no mapa. Movem-se juntamente com o disco de leitura, e são finas, pretas e paralelas ficando geralmente no fundo da cápsula ou numa lâmina transparente.

Actualmente, as bússolas electrónicas são mais utilizadas, mas no entanto as suas agulhas estão igualmente sujeitas a desvios, graças à acção que o ferro exerce sobre a agulha.

4 Considerações Finais

Após fazer o trabalho conclui-se que tanto o electro-íman como a bússola são instrumentos importantíssimas para a sociedade.

Uma bússola é um instrumento de navegação que permite encontrar ou determinar direcções. Ela consiste num ponteiro magnetizado livre para se alinhar de maneira precisa com o campo magnético da Terra. Uma bússola fornece a uma direcção de referência conhecida que é de grande ajuda na navegação. Os pontos cardeais são norte, sul, leste e oeste. Uma bússola pode ser usada com um relógio e uma sextante para fornecer uma capacidade de navegação bem precisa. Esse dispositivo melhorou bastante o comércio marítimo tornando as viagens mais seguras e mais eficientes. Entre tanto o electo-íman é usado em diversos aparelhos, como motores, faróis de carro, campainhas e discos-rígidos. Nos auto-falantes, são usados dois ímãs: um permanente e um electro-íman, que é ligado e desligado na frequência adequada, indo para a frente e para trás, como um pistão, fazendo o cone vibrar e produzir o som. Electro-ímanes mais poderosos são utilizados para separar o lixo em ferros-velhos, ou nos portos para colocar contentores em navios.

5 Bibliografia

Máximo, Antônio; Alvarenga, Beatriz - Física, ensino médio - Editora Scipione - São Paulo, 2000;

Gaspar, Alberto - Física, Eletromagnetismo, Física Moderna - Volume 3 - Editora Ática, 2009;

http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=8&idSubSecao=&idTexto=154 – acessado no dia 21 de Junho de 2013

http://wikienergia.com/~edp/index.php?title=Electro%C3%ADman - acessado no dia 26 de Junho de 2013

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