Um guindaste eletromagnético é um guindaste que faz uso da ligação entre eletricidade e magnetismo para produzir a força necessária para levantar objetos pesados. A ligação entre eletricidade e magnetismo é um ótimo tópico para projetos de ciência, e mesmo se um guindaste totalmente elétrico projeto é um pouco prático para você, você pode testar os princípios subjacentes a ele com um eletroímã mais simples experimentar. Seja qual for a abordagem que você deseja adotar para o projeto, será uma demonstração clara de que cargas em movimento geram campos magnéticos, um dos princípios-chave do eletromagnetismo.
Princípios do eletromagnetismo: o efeito motor
O princípio que permite que um guindaste eletromagnético funcione é que uma carga elétrica em movimento gera um campo magnético. Você pode demonstrar isso facilmente com um ímã e um circuito elétrico simples neste experimento do Exploratorium. Obtenha entre dois e quatro pequenos ímãs de disco (embora outros ímãs também funcionem), 2 a 3 pés (60 centímetros a 1 metro) de fio e uma ou duas baterias de 1,5 V. O objetivo é conectar o circuito com o fio pendurado na lateral de uma mesa ou outra superfície elevada. Prenda a bateria (ou duas baterias conectadas em série) à mesa com fita adesiva, perto da borda, e prenda as duas pontas do fio na mesa perto da bateria (para que as pontas possam alcançar a bateria livre terminais). O restante do fio deve ficar pendurado na borda da mesa.
Conecte as duas pontas do fio aos terminais da bateria. Uma corrente começará a fluir no fio. Agora conecte seus ímãs como um cilindro e coloque-os perto do fio. O fio se moverá conforme você aproxima o ímã dele. Isso ocorre porque a corrente que flui pelo fio gera um campo magnético, que interage com o ímã.
Experiência Básica de Eletroímã: Força de Eletroímãs
Se você quiser mais um experimento, mas não quiser fazer um guindaste eletromagnético completo, um simples demonstração, com este experimento de Study.com, pode revelar quais fatores afetam a força de um eletroímã. Pegue duas (ou mais) baterias, um pouco de fio elétrico, um prego (pelo menos 3 polegadas de comprimento é o ideal) e vários clipes de papel. Você pode fazer um eletroímã básico enrolando o fio em volta do prego como uma bobina e, em seguida, conectando as duas extremidades do fio aos terminais da bateria. No entanto, um cientista não ficaria satisfeito com uma demonstração tão simples. Quão forte é o ímã? E o que afetaria a força do ímã?
Crie um eletroímã básico com um determinado número de voltas de fio ao redor da unha, digamos 15. Use uma bateria para este primeiro teste. Agora conecte o fio para fazer o eletroímã funcionar e veja quantos clipes de papel ele consegue levantar. Anote o número máximo de clipes de papel, o número de envoltórios usados e o número de baterias usadas. Agora tente o teste novamente, mas aumente o número de envoltórios, para 30, por exemplo. Quantos clipes a configuração pode levantar agora? Anote o resultado. Agora tente adicionar outra bateria em série com a primeira, para aumentar a tensão que alimenta o circuito. Ele pode levantar mais clipes de papel do que com uma única bateria, para um determinado número de envoltórios?
Fazendo um guindaste eletromagnético
Um projeto de guindaste elétrico é uma continuação natural dos projetos cobertos até agora. O princípio básico de que uma carga em movimento gera um campo magnético explica por que isso acontece, e você pode usar isso para fazer um eletroímã enrolando um fio condutor de corrente ao redor de um núcleo metálico. Além disso, você descobriu que uma tensão maior ou mais voltas de fio aumentam a força do ímã.
Use esses resultados para criar seu próprio guindaste eletromagnético. A construção real de seu guindaste pode variar, mas os elementos principais são um sistema de polia com o eletroímã conectado à extremidade e uma base estável para seu guindaste (consulte Recursos para obter um exemplo). Você pode replicar o experimento da seção anterior com seu guindaste ou, alternativamente, usar o que aprendeu para fazer um guindaste mais poderoso.
