Um eletroímã que você pode controlar a força de atração para experiências e demonstrações em sala de aula, feiras de ciências ou como brinquedo. De fato, você pode fazer um guindaste eletrônico, como sugere a figura 1, o qual será capaz de erguer pequenos objetos de metais ferrosos, como pregos, parafusos, lâminas de barbear, latas, etc.
A alimentação vem de uma fonte especial controlada eletronicamente, que você também pode usar para outras finalidades.
COMO FUNCIONA
Começamos pelo próprio eletroímã, que nada mais é do que uma bobina de fio esmaltado com pelo menos 400 voltas.
O que ocorre é que, sempre que uma corrente elétrica percorre um fio, em sua volta aparece um campo magnético. Este campo é muito fraco, mesmo para correntes relativamente intensas, mas pode ser muito reforçado se o fio for enrolado de forma a termos uma bobina. (figura 2)
A concentração da "força" magnética ainda será maior se a bobina tiver um núcleo de material ferroso, como por exemplo, parafuso.
Para que o eletroímã funcione bem, a sua alimentação deve ser feita com corrente contínua e sua força de atração será tanto maior quanto mais intensa for esta corrente.
É claro que existe limite para esta corrente, dado pela resistência e pela espessura do fio. Se ultrapassarmos estes limites o eletroímã pode aquecer-se demais e queimar-se.
A alimentação de corrente contínua, no nosso caso, vem de uma fonte de baixa tensão que é esquematizada em blocos na figura 3.
O primeiro bloco representa o transformador que abaixa a tensão de sua rede local de 220 V ou 110 V para 6 V de corrente alternada.
Esta tensão de 6 V alternante precisa ser retificada, caso em que entra em ação o segundo bloco que tem dois diodos retificadores.
A partir destes diodos retificadores já obtemos uma corrente contínua pulsante que, depois de passar por um capacitor, se converte numa corrente contínua quase pura.
Neste momento entra em ação o bloco de controle, que leva um transistor e um potenciômetro, como elementos básicos. O potenciômetro controla a corrente de base do transistor, a qual atua sobre o transistor fazendo-o conduzir uma corrente de emissor maior.
Esta corrente vai justamente para o eletroímã, podendo-o controlar em sua intensidade de atração.
MONTAGEM
Começamos por enrolar o eletroímã com fio esmaltado 28 AWG. Será preciso enrolar, num carretel com as medidas mostradas na figura 4 de 400 à 600 voltas de fio.
O leitor pode obter este fío de um transformador fora de uso, mas para isso precisará saber conhecer sua espessura.
Enrolando num lápis 10 voltas de fio 28, deve-se ter um comprimento aproximado de 32 mm ou então se o leitor enrolar 1cm de bobina, deve ter 28 voltas de fio, se ele for o 28.
Fios de espessuras próximas, como os 26, 27, 29 e 30, também poderão ser usados. (figura 5)
Depois de enrolar a bobina o leitor pode passar à montagem da parte eletrônica.
Na figura 6 temos o circuito completo desta parte, com os componentes especificados por seus tipos e valores.
A montagem em ponte de terminais sobre uma base de madeira é mostrada na figura 7.
O leitor deve tomar os seguintes cuidados na montagem:
a) O transistor deve ser parafusado num pequeno pedaço retangular de metal para dissipar o calor que ele gera. Este pedaço de metal é conhecido como "dissipador térmico" ou radiador.
b) A soldagem do transistor deve ser feita observando sua posição.
c) Veja também com cuidado a posição dos diodos, que é dada pela faixa em seu invólucro.
d) O transformador será parafusado na base de montagem e seu enrolamento primário ligado ao cabo de alimentação. O interruptor geral serve para ligar e desligar o aparelho (S1).
e) O capacitor eletrolítico tem polaridade certa para ligação.
f) O potenciômetro é ligado por meio de três pedaços de fio flexível isolado. Siga a disposição para que ele não atue ao contrário.
g) O resistor e o capacitor menor devem ser soldados com cuidado.
h) Na ligação do eletroímã não será preciso observar sua polaridade, pois ele não tem.
Terminada a montagem é só experimentar o aparelho.
PROVA E USO
Ligue o plugue na tomada de força e acione S1.
Gire P1 para a direita e aproxime o eletroímã de objetos de metal, como pregos, tachinhas ou alfinetes. Ele deve atrair estes objetos em quantidade tanto maior quanto mais para a direita você levar o potenciômetro.
Se nada acontecer, veja se a ligação dos extremos do fio do eletroímã está bem feita. Se não for raspado bem o fio esmaltado não haverá contacto.
Veja também se o eletroímã não se aquece. O aquecimento do eletroímã pode indicar espiras em curto.
Do mesmo modo, se ele nada atrair, mas o transistor esquentar, é sinal que o fio esmaltado está em curto.
LISTA DE MATERIAL
Q1 - BD135 ou 80137 - transistor de potência
D1, D2 - 1N4002 ou 1N4004 - diodos de silício
T1 - transformador com primário de 110 V ou 220 V e secundário de 6 + 6 V x 250 a 500 mA
C1 – 470 µF x 12 V - capacitor eletrolítico
C2 - 100 nF - capacitor cerâmico
R1 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)
P1 – 1 k - potenciômetro comum
X1 - eletroímã (ver texto)
Diversos: base de montagem, ponte de terminais, fio esmaltado, fio comum, etc.
