Materiais Necessários
- Núcleo de Ferro: Prego ou parafuso grande de ferro (3–4 polegadas / 75–100 mm). Ferro doce funciona melhor (baixa retentividade).
- Fio: 20–30 pés (6–10 m) de fio esmaltado (22–30 AWG). Isolamento é crítico — fio nu causa curto entre espiras.
- Fonte de Alimentação: Pilha D 1,5V (alcalina) para crianças; lanterna 6V ou 9V para campo mais forte. Li-ion / LiPo NÃO recomendados (alta corrente → risco incêndio se curto).
- Fita: Isolante ou masking para fixar enrolamentos.
- Objetos de Teste: Clipes de papel, pregos pequenos, limalha de ferro, bússola.
Construção Passo a Passo
- Prepare Pontas do Fio: Descasque 1–2 cm de esmalte de cada ponta (lixadeira ou chama de isqueiro + limpeza).
- Enrole a Bobina: Enrole firmemente o fio ao redor do prego em camadas organizadas, justas, todas na mesma direção. Deixe 10 cm de pontas livres. Mais espiras = campo mais forte. Almeje 100–300 espiras.
- Fixe: Cubra enrolamentos com fita para evitar desenrolar.
- Conecte: Conecte uma ponta ao terminal (+), outra ao (-). Use fita ou garras jacaré. Apenas contato momentâneo!
- Teste: Toque ponta do prego nos clipes de papel. Devem pular e grudar.
- Desconecte Imediatamente: Fio esquenta; pilha descarrega rápido; prego vira ímã fraco permanente.
Física: Por Que Funciona
- Lei de Ampère: Corrente no fio → campo magnético (B) circular ao redor do fio (Regra da mão direita).
- Campo de Solenoide: Bobina concentra campo B ao longo do eixo: B = μ₀ n I (n = espiras/comprimento).
- Núcleo Ferromagnético: Domínios de ferro alinham com campo B, amplificando-o por fator μr (1000–5000×). Btotal = μ₀ μr n I.
- Eletroímã: Campo existe apenas enquanto corrente flui. Desligue → domínios randomizam (maioria) → magnetismo desaparece.
Experimentos para Tentar
- Espiras vs. Força: Conte clipes levantados vs. número de espiras (reenrole).
- Material do Núcleo: Compare prego ferro vs. parafuso inox vs. caneta plástica vs. núcleo de ar.
- Tensão/Corrente: Resistor série (10Ω) para reduzir corrente; meça força vs. tensão.
- Polaridade: Inverta pilha; bússola mostra inversão dos polos.
- Eletroímã CA: Conecte a transformador 12VAC (com resistor série!). Vibra clipes a 50/60 Hz.
Regras de Segurança
- NUNCA use tomada de parede (120/240V). Letal.
- NUNCA use baterias de lítio (risco incêndio/explosão em curto).
- Limite tempo LIGADO a 10–20 segundos. Fio & pilha esquentam.
- Supervisione crianças. Pontas do fio podem ser afiadas; fio quente queima.
Esta demonstração clássica ilustra a unidade da eletricidade e magnetismo — eletromagnetismo — a base de motores, geradores, relés, alto-falantes, MRI e o mundo moderno.
