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Todas as formas possíveis de criar um ímã permanente estão listadas no caderno de aluno de Joseph Henry, que é mantido na Universidade de Princeton. Henry, o físico americano do século 18, é conhecido - juntamente com Michael Faraday - como o pai da tecnologia elétrica, por isso não é surpresa que um dos métodos que ele descreve use eletricidade. Acontece que, se você tem o tipo certo de barra de metal e energia elétrica suficiente, a indução eletromagnética pode transformar a barra em um forte ímã permanente. Quão forte? Definitivamente mais forte que um imã de geladeira.
O que é magnetismo?
O magnetismo e a eletricidade não são apenas relacionados, são dois lados da mesma moeda, e foi o fenômeno da indutância eletromagnética, descoberta independentemente por Henry e Faraday, que levou a essa realização. Os elétrons têm rotação, o que dá a cada átomo um pequeno campo magnético. É possível induzir os elétrons dentro de certos metais a girar na mesma direção, e isso fornece propriedades magnéticas ao metal. A lista de metais que fazem isso não é longa, mas o ferro é um deles e, como o aço é feito de ferro, também pode ser magnetizado.
Maneiras de fazer um ímã
Entre os métodos que Henry menciona para transformar uma barra de ferro ou aço comum em um ímã estão:
O resultado final de cada método é induzir os elétrons na haste a girar na mesma direção. Como a eletricidade é feita de elétrons, é uma boa suposição que o último método seja o mais eficiente.
Fazendo seu próprio ímã
Você precisa de uma haste de aço, ferro ou outro material que possa ser magnetizado. (Dica: não existem muitas outras opções.) Um prego de aço 10d ou maior é perfeito. Se você não tiver certeza do aço, use um pequeno ímã para testá-lo. Você também precisa de um ou dois pés de fio de cobre isolado e uma fonte de energia, como uma bateria de célula D ou um transformador de baixa tensão que possa ser conectado a uma tomada. Se você optar por um transformador, verifique se ele possui terminais aos quais você pode conectar os fios.
Para magnetizar a unha, enrole o fio em volta dela, formando o maior número possível de bobinas. É bom sobrepor o fio em cima das bobinas que você já enrolou. A força do campo indutivo - e seu ímã - aumenta à medida que você aumenta o número de bobinas; portanto, seja generoso. Deixe as extremidades dos fios livres e retire um centímetro de isolamento para poder conectá-los à fonte de alimentação.
Conecte os fios à fonte de energia e ligue a energia. Deixe a energia ligada por um minuto ou mais e depois desligue-a. Teste a unha segurando-a sobre algumas limalhas de ferro. Agora ele deve ser magnetizado e atrair os arquivos, mesmo quando a energia está desligada.
Aumentando a força
Você pode aumentar a força do ímã aumentando o número de bobinas. Por exemplo, se você duplicar o número de bobinas, duplicará a força do campo indutivo. No entanto, quando você aumenta o comprimento do fio para fazer isso, aumenta a resistência elétrica, o que diminui a quantidade de corrente que flui através do fio. Como a corrente, que é o movimento dos elétrons, cria o campo, a potência indutiva diminui. Desloque essa perda de corrente aumentando a tensão, alterando a configuração no transformador ou usando uma bateria maior.