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Energia elétrica

O que são eletroímãs? Operação, uso e exemplos

O que são eletroímãs? Operação, uso e exemplos

Um eletroímã é um tipo de ímã no qual o campo magnético é produzido pelo fluxo de uma corrente elétrica. Se o fluxo de corrente elétrica desaparecer, o campo magnético e seu efeito resultante também desaparecerão.

O que são eletroímãs? Operação, uso e exemplosExistem diferentes tipos de eletroímãs, dependendo da direção da corrente e da potência desejada. Dentre eles destacamos os de corrente circular, corrente contínua, retangular e de acionamento.

Como funciona um eletroímã?

Um eletroímã funciona graças à propriedade que todos os condutores elétricos experimentam: quando uma corrente flui por um condutor, um campo magnético é sempre gerado. 

O eletroímã mais simples é um pedaço de fio de metal enrolado em uma bobina. Uma bobina cilíndrica com o fio enrolado em forma de hélice (semelhante a um saca-rolhas na forma de um saca-rolhas) é freqüentemente chamada de solenóide; um solenóide fechado seria um toro. As extremidades do cabo são conectadas a uma fonte de alimentação.

O que são eletroímãs? Operação, uso e exemplosCampos magnéticos mais fortes podem ser produzidos se um núcleo de um material paramagnético ou ferromagnético for colocado dentro da bobina, geralmente um núcleo de ferro macio é usado. O núcleo concentra o campo magnético para que seja mais forte do que se houvesse apenas o enrolamento da bobina.

Um eletroímã pode funcionar tanto com corrente alternada quanto com corrente contínua.

Os campos magnéticos originados pelas bobinas seguem uma forma da regra da mão direita. Se os dedos da mão esquerda estão dobrados na direção do fluxo da corrente do elétron através da bobina, o polegar aponta na direção da força magnética.

O lado do ímã de onde surgem as linhas de campo é considerado o Pólo Norte.

Quem inventou o eletroímã?

O inventor do eletroímã foi o físico inglês William Sturgeon , em 1825.

O primeiro eletroímã era uma peça de ferro em forma de ferradura cercada por uma bobina. Nessa ferradura, quando a corrente passava pela bobina do eletroímã ela ficava magnetizada e quando parava era desmagnetizada.

Sturgeon demonstrou as propriedades magnéticas do eletroímã levantando cerca de 4 kg com um pedaço de ferro pesando menos de 200 gramas com uma bobina pela qual passava a corrente de uma bateria de célula única.

Além disso, o Sturgeon poderia regular seu eletroímã variando a intensidade da corrente elétrica.

Exemplos de uso de eletroímãs

Esses elementos podem ser usados ​​direta ou indiretamente. Em ambos os casos, podemos encontrar os seguintes exemplos:

  • Para desviar partículas eletricamente carregadas, como em tubos de raios catódicos ou aceleradores de partículas.

  • Para levantar grandes massas de ferro. Alguns guindastes usam um eletroímã industrial poderoso para enganchar e levantar a sucata de ferro.

  • Motores elétricos. Os motores elétricos funcionam com essa tecnologia.

  • Geradores elétricos. Funciona da mesma forma que os motores elétricos, mas ao contrário.

  • Fechamento de contatos elétricos em relés ou operação de válvulas em válvulas solenóides.

  • Ativar fechaduras elétricas

  • Movendo a cabeça de um disco rígido

  • Freios e embreagens eletromagnéticas para automóveis.

  • Para separar metais magneticamente em centros de reciclagem.

  • Os trens Maglev usam essa tecnologia para flutuar e reduzir significativamente as perdas por atrito com a pista.

Exemplo de uso em portas automáticas

Outro exemplo de utilização é na área de fechaduras, onde é utilizada para manter a porta fechada, garantindo a sua abertura em caso de falha de energia.

Por volta de 1980, o campo magnético derivado de um eletroímã começou a ser utilizado na construção e, mais precisamente, na área de janelas de segurança.

Uma empresa suíça começou a produzir um eletroímã, de tamanho e peso muito pequenos, que, quando alimentado em baixa tensão (12Vdc - 24 Vdc), desenvolvia um campo magnético capaz de suportar uma força de vários milhares de newtons.

Esta aplicação foi imediatamente um grande sucesso no domínio das saídas de emergência porque garante a segurança contra roubo sem a necessidade de utilização de peças mecânicas mas, ao mesmo tempo, garante a abertura da porta, sem intervenção humana, em caso de falha de energia .

A evolução deste sistema tem levado o setor da construção a utilizar massivamente o eletroímã como elemento de fechamento elétrico. Hoje é usado de várias maneiras dependendo das dimensões, utilizações, perfis e tipo de porta.

Quais são as diferenças entre um ímã e um eletroímã?

As diferenças mais importantes entre um ímã permanente e um eletroímã são as seguintes:

  • O campo magnético de um eletroímã pode ser manipulado rapidamente controlando a quantidade de corrente elétrica. Ao contrário, é necessário que haja um fornecimento contínuo de energia elétrica para manter o campo.

  • A força magnética do eletroímã depende da alimentação elétrica. Se a corrente parar de fluir, o eletroímã perderá suas propriedades.

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Data de publicação: 14 de setembro de 2021
Última revisão: 14 de setembro de 2021