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Física

Eletromagnetismo (2)

Öersted, Faraday e o motor elétrico - 1

João Freitas da Silva*
Especial para Página 3 Pedagogia & Comunicação
Na Antiguidade, entre os gregos, pensava-se que os fenômenos elétricos - por exemplo, no caso do âmbar, que, quando atritado, adquire a propriedade de atrair determinados corpos - eram do mesmo tipo ou possuíam alguma ligação com os fenômenos observados com os ímãs.

Os primeiros registros sobre esses fenômenos, bem como as primeiras tentativas de explicação, foram realizados no século 6 a. C. por Tales de Mileto. Os gregos, porém, não conseguiram uma explicação comum para os dois fenômenos, ainda que tenham percebido algumas diferenças entre eles: o âmbar, por exemplo, depois de certo tempo perdia sua propriedade de atração e necessitava ser atritado novamente; já o ímã sempre atraía determinados corpos e não necessitava de atrito algum. Os tipos de materiais atraídos ou repelidos também eram diferentes em alguns casos.

Muito tempo se passou sem grandes avanços no estudo da eletricidade. Novas descobertas surgiram a partir das pesquisas realizadas pelo italiano G. Gardano, que, em 1550, contribuiu para uma distinção clara entre eletricidade e magnetismo.

Depois de Gardano, William Gilbert, em 1600, após realizar estudos sistemáticos sobre o magnetismo e a eletricidade, enfatizou a diferença entre os efeitos do âmbar e do ímã. Assim, os fenômenos que ficariam conhecidos como elétricos (relacionados ao âmbar) e os conhecidos como magnéticos (relacionados ao ímã) passaram a ser estudados de forma distinta, praticamente sem qualquer ligação.

Essa situação persistiu durante muito tempo e alguns nomes se destacaram em pesquisas sobre a eletricidade, porém, nenhum deles conseguiu estabelecer - ou procurava estabelecer - uma ligação entre fenômenos elétricos e magnéticos.

A bússola de Öersted

Tal situação começou a ser modificada quando o professor e pesquisador Hans Christian Öersted (1777-1851), nascido na Dinamarca, realizou a experiência que representa um marco no estudo da eletricidade e do magnetismo.

Durante uma de suas aulas na Universidade de Copenhague, em 1820, Öersted - que havia estudado química, física e filosofia - procurava demonstrar o aquecimento de um fio durante a passagem de uma corrente elétrica (um fenômeno que viria a ser conhecido como Efeito Joule). Próximo ao fio do experimento estava uma bússola, que é constituída, como sabemos, de uma pequena agulha imantada, ou seja, um pequeno ímã que aponta, aproximadamente, para a direção Norte-Sul da Terra.

Como a bússola é um ímã alinhado ao campo magnético da Terra, apenas a presença de outro campo magnético mais intenso poderia provocar uma mudança em sua orientação, sem que houvesse contato direto - e foi exatamente isso que ocorreu durante o experimento de Öersted.

Quando Öersted permitiu a passagem de uma corrente elétrica pelo fio, ao conectá-lo a uma pequena fonte de energia, a agulha da bússola defletiu, ou seja, desviou de sua posição natural. A mudança repentina da posição da agulha da bússola só poderia ser explicada pela presença de um novo campo magnético, pois, segundos antes, só existia a presença do campo magnético da Terra e do campo gravitacional.


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As figuras acima mostram um esquema do experimento realizado por Öersted. Na Figura A, temos a agulha de uma bússola alinhada com o campo magnético da Terra; na Figura B, a agulha sofre um desvio graças à presença da corrente elétrica que passa pelo fio condutor.

Posteriormente, verificou-se que a mudança de direção da agulha da bússola dependia da posição dela em relação ao fio. E o próprio Öersted acabou descobrindo que o sentido de rotação da agulha dependia do sentido da corrente elétrica no fio. Mas o que realmente representou um avanço significativo para a ciência foi o fato de esse experimento ter demonstrado que a presença de corrente elétrica em um condutor está diretamente associada a um campo magnético ao seu redor - o que faz com que esse condutor passe a funcionar como um ímã.

Dessa forma, Öersted demonstrou que fenômenos elétricos e magnéticos estão relacionados. Após outros estudos, a bússola de Öersted ainda permitiu a generalização de que cargas elétricas em movimento estão associadas à presença de um campo magnético ao seu redor. A descoberta de Öersted possibilitou também o surgimento dos ímãs não naturais e do eletroímã, que é constituído por um metal ferromagnético, como um parafuso de ferro, enrolado por um fio condutor, em que passa a corrente elétrica. Esse metal tem a função de concentrar e tornar mais intenso o campo magnético associado à corrente elétrica do fio.

Em relação à bússola de Öersted existe, contudo, uma divergência entre os historiadores da ciência: a presença da bússola ali, durante a demonstração, seria casual ou proposital?

Na segunda parte deste texto, falaremos sobre as descobertas de Michael Faraday. E, na terceira e última parte, conheceremos o funcionamento de motores e geradores elétricos.

Bibliografia

Física no cotidiano. Leituras e atividades, vol. 3 - Paulo T. Ueno. Editora Didacta.

Física, volume único. Alberto Gaspar. Editora Ática.

Física - ciência e tecnologia, volume único. Nicolau, Penteado, Toledo e Torres. Editora Moderna.

O que é física. Ernest W. Hamburger. Editora Brasiliense. 6ª edição - 3ª reimpressão, 2007.

Projeto para melhoria do Ensino Público - atualização dos currículos de física no Ensino Médio de escolas estaduais: a transposição das teorias modernas e contemporâneas para sala de aula - 2003. Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo e FAPESP 2003 / 00146-3. Coordenador: Maurício Pietrocola Pinto.

Origens e evolução das idéias da Física. José Fernando Rocha (org.). EDUFBA - Salvador 2002.
*João Freitas da Silva é professor de física e mestrando em ensino de física pela USP.

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