Eletroímã

Eletroímã.

O eletroímã ^{(português brasileiro)} ou eletroíman ^{(português europeu)} (AO 1945: electroíman) é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, semelhantes àqueles encontrados nos ímãs naturais. É geralmente construído aplicando-se um fio elétrico espiralado ao redor 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 elétrica, o que gerará um campo magnético na área a este aspecto, espira através da Lei de Biot-Savart. A intensidade do campo e a distância que ele atingirá a partir do eletroímã dependerão da intensidade da corrente aplicada e do número de voltas da espira.

A passagem de corrente elétrica por um condutor produz campos magnéticos nas suas imediações e estabelece um fluxo magnético no material ferromagnético envolto pelas espiras do condutor. A razão entre a intensidade do fluxo magnético concatenado pelas espiras e a corrente que produziu esse fluxo é a indutância.

Eletroímã

O pedaço de ferro apresenta as características de um ímã permanente, enquanto a corrente for mantida circulando, 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.

Vantagens

a) só exerce ação magnética enquanto circula corrente elétrica;

b) sua imantação pode ser aumentada ou diminuída facilmente, basta aumentar ou diminuir a intensidade da corrente elétrica;

c) sua polaridade pode ser facilmente invertida, basta inverter o sentido da corrente elétrica.

Campo magnético em um eletroímã

Campo magnético existe em todos os fios que transportam eletricidade, dá para comprovar isso com um simples experimento: Coloque a bússola sobre a mesa e, com o fio perto da bússola, conecte, por alguns segundos, o fio entre as extremidades positiva e negativa da pilha. O que você vai perceber é que a agulha da bússola se desloca. Inicialmente, a bússola irá apontar para o pólo norte da Terra, ao conectar o fio à pilha, a agulha da bússola oscila, visto que essa agulha é um pequeno ímã com um pólo norte e um pólo sul. Considerando que a agulha é pequena, ela é sensível a campos magnéticos pequenos. Então, o campo magnético criado no fio, pelo fluxo de elétrons, afeta a bússola.

Solenoide

Campo magnético através de um Solenoide.

Um solenoide, quando percorrido por corrente elétrica, cria um campo magnético em seu interior e exterior apresentando assim uma configuração de campo magnético semelhante ao de um ímã em forma de barra, então dizemos que ele se constitui um eletroímã, ou seja, um ímã obtido por meio de corrente elétrica.

Aplicações

Guindaste eletromagnético em operação.

Eletro-ímãs são usados em diversos aparelhos, como motores, faróis de carro, campainhas e discos-rígidos. Nos auto-falantes, são usados dois ímãs: um permanente e um eletroímã, 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. Eletroímãs mais poderosos são utilizados para separar o lixo em ferros-velhos, ou nos portos para colocar contêineres em navios.

Disjuntores

O disjuntor é um eletroímã que funciona como interruptor de circuitos. É usado quando se quer proteger um dispositivo qualquer M de correntes muito elevadas. Esse dispositivo M é ligado em série com a bobina do eletroímã, de maneira que a mesma corrente i que passa por M também passa pela bobina. A armadura A do eletroímã é sustentada pela mola m de tal maneira que para valores admissíveis de i ela não se desloca para os polos. Mas, para valores de i superiores a um valor prefixado, a força de atração sobre a armadura vence a mola. Então, a armadura desce, a haste AC gira ao redor do ponto O, o ponto D se separa do ponto E, e o circuito se abre. A corrente deixa de circular, e o dispositivo M fica assim protegido de uma corrente alta.

Telégrafo

Funcionamento do telégrafo

O princípio de funcionamento de um telégrafo é o seguinte: são colocados em série um gerador G, um eletroímã E e um interruptor C. Esse interruptor tem uma mola M que mantém o circuito aberto. Para fecharmos o circuito precisamos apertar o “botão” B do interruptor. Quando um operador fecha o circuito em C, o eletroímã atrai a sua armadura A. Então a haste AD gira ao redor do ponto O, e um estilete, colocado em D, encosta em uma fita de papel que se desenrola de um cilindro P . Esse estilete fica encostado no papel durante todo o tempo em que o interruptor C permanecer fechado. Assim, se se fechar o interruptor por um instante, aparecerá na fita de papel um ponto. Se se fechar C por algum tempo aparecerá na fita um traço. Como se sabe, em telegrafia as letras do alfabeto são representadas por combinações de traços e pontos. Assim, um observador, atuando no interruptor C pode mandar uma mensagem a outro que receba junto ao eletroímã, colocado à distância muito grande.

Nas instalações telegráficas, em vez de se usarem dois fios para a condução da corrente, uma para ida e outro para volta, usa-se um só, o outro fio é substituído pela terra. Como esta é condutora, transporta corrente de uma estação à outra, bastando para isso ligar as extremidades do circuito à terra.

Curiosidades

Esquema representativo do circuito de hemodiálise. O sangue é retirado do paciente por um acesso venoso e impulsionado por uma bomba até o filtro, sendo então devolvido ao paciente.

Don Ingber desenvolveu uma máquina que usa um eletroímã para sugar bactérias do sangue.Em testes de laboratório, a equipe de Ingber misturou sangue de doador com o fungo Candida albicans, uma causa comum de sepsia, e adicionou peças de óxido de ferro com revestimento de plástico, cada uma com um diâmetro equivalente a um centésimo do de um fio de cabelo e coberta com anticorpos que procuram os fungos e se prendem a eles. Depois eles passaram a mistura em uma máquina que faz um tipo de diálise usando um eletroímã para puxar as peças e qualquer patogênico preso a elas do sangue para uma solução salina. O dispositivo remove 80% dos invasores – o suficiente para que drogas possam expulsar o resto – em algumas horas. Ainda é preciso fazer testes em animais para se certificar de que isso não cause mortes, mas parece bem promissor. Se funcionar com essa bactéria, Ingber espera usar o processo para sugar células cancerosas do corpo.

Ver também

• Electromagnetismo
• Indução eletromagnética
• Ferromagnetismo
• Histerese