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As propriedades dos ímãs são conhecidas desde a Antiguidade. Diz a lenda que o termo ‘magnetismo’ faz referência ao grego Magnes, que teria descoberto um espécie de pedra – hoje conhecida como magnetita – que atraía a ponta metálica de seu cajado. Outra versão atribui o nome ao fato de esse mineral ser abundante na região da Magnésia, na Ásia.

Sejam artificiais ou naturais, os ímãs são materiais capazes de repelir-se e atrair-se entre si, bem como a outros elementos, como ferro e outros materiais magnéticos, como níquel e cobalto. Isso porque eles contam com dois pólos opostos, em que existe um campo magnético. Esses dois pólos – norte e sul – atraem-se, seguindo a regra física de atração de opostos. Por outro lado, ao aproximar dois pólos iguais de dois ímãs diferentes, o efeito gerado será de repulsão.

Esse campo magnético nada mais é que um conjunto de forças que partem do pólo norte para o pólo sul dos ímãs, o que gera sua capacidade de atração e repulsão. Uma fato curioso é que é impossível separar os pólos de um ímã. Não importa em quantas vezes ele seja dividido, cada novo pedaço criado será composto por seus próprios pólos norte e sul.

Eletromagnetismo

Desde os gregos, os fenômenos relacionados à eletricidade e ao magnetismo eram observados e estudados. Para se ter uma ideia, os primeiros registros datam do séculos 6 a.C por Tales de Mileto. Foi somente a partir do século XVI que novas pesquisas foram desenvolvidas nessa área, porém, sem que ninguém conseguisse estabelecer uma ligação entre os fenômenos elétricos e magnéticos.

Esse panorama começou a mudar já começo do século XIX, com as experiências realizadas pelo professor dinamarquês Christian Oersted. Durante uma de suas aulas, o pesquisador demonstrava aos seus alunos como se dava o aquecimento de um fio condutor durante a passagem de uma corrente elétrica. Ao lado do seu experimento, havia uma bússola. Quando o professor liberou a passagem da corrente elétrica pelo fio, reparou que a agulha da bússola desviou-se de sua posição natural.

Como se trata de um ímã alinhado ao campo magnético da Terra, a mudança na posição da agulha só poderia ocorrer com a presença de um outro campo mais intenso. Com isso, mais tarde, Oersted verificou que o movimento da agulha dependia da posição da bússola em relação ao fio pelo qual passava a corrente elétrica. Essas observações representaram um grande avanço científico, ajudando o professor a demonstrar que a corrente elétrica em um condutor está diretamente relacionada a um campo magnético que se cria ao seu redor, fazendo com que o condutor funcione como um ímã.

Anos mais tarde, o cientista inglês Michael Faraday trabalhava em pesquisas que consideravam a possibilidade de gerar eletricidade a partir de campos magnéticos, ou seja, o caminho oposto ao experimento realizado por Oersted. O pesquisador descobriu que uma corrente elétrica era gerada no momento que se posicionava um ímã no interior de uma bobina feita com fios condutores.

Desse modo, Faraday provou que a variação de um campo magnético é capaz de criar uma corrente elétrica em um fio condutor, mesmo sem estar conectado a nenhuma fonte de energia. Ele deduziu que se houvesse um movimento da bobina em relação ao ímã, seria possível obter uma corrente elétrica contínua, efeito que ficou conhecido como indução eletromagnética. Até hoje, esse é o princípio básico do funcionamento de geradores e motores elétricos.

As descobertas de Oersted e Faraday tiveram grande impacto nos avanços tecnológicos nos anos seguintes. Atualmente, os princípios do eletromagnetismo são a base de grande parte da tecnologia mecânica e eletroeletrônica presentes nas nossas vidas, de secadores de cabelos até os sistemas de telecomunicações.

Motor Elétrico Homopolar

Para realizar seus estudos e comprovar seus resultados, Faraday construiu um dispositivo com o objetivo de mostrar o efeito magnético circular ao redor de um fio condutor, a que ele chamava de rotação eletromagnética. Esse aparelho ficou conhecido como Motor de Faraday e foi o primeiro motor elétrico construído.

Esse dispositivo criado por Faraday também é conhecido como motor homopolar. Essa denominação se dá pois não há nenhuma alteração na polaridade dos seus componentes durante seu funcionamento. Ao se fechar o circuito, o campo magnético do ímã exerce uma força sobre as cargas elétricas do material condutor, gerando uma corrente elétrica. Esse é o princípio do funcionamento dos motores elétricos.

Experimento: Construindo um Motor Homopolar

Apesar de pouco utilizados na prática hoje em dia, o motor homopolar proposto por Faraday tem um funcionamento muito simples, sendo fácil de construir e uma ótima opção para comprovar os princípios do eletromagnetismo.

Pensando nisso, hoje vamos mostrar como construir um motor elétrico homopolar em casa ou na sala de aula.

Para esse experimento você vai precisar de:

  • 1 pilha AA
  • Ímãs em formato cilíndrico
  • Pedaço de fio elétrico
  • 1 Parafuso
  • Fita isolante
  • Estilete

Para começar, descasque as extremidades do fio utilizando o estilete. Em seguida, prenda com a fita isolante uma das pontas do fio sobre um dos pólos da pilha. Depois, coloque a ‘cabeça’ do parafuso sobre os ímãs e encoste-os no pólo livre da pilha. Por fim, encoste a extremidade livre do fio no ímã e observe como o parafuso começa a girar. Eis o motor mais simples do mundo em pleno funcionamento!

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