EXPERIMENTO DE OERSTED magnetismo

Prévia do material em texto

EXPERIMENTO DE OERSTED
Ainda no ano de 1820, os cientistas do mundo todo acreditavam que os fenômenos elétricos e magnéticos eram totalmente independentes um do outro. No entanto, o físico dinamarquês H. Oersted notou que isso não era verdade.
Ao realizar diversas experiências, Oersted observou que uma corrente elétrica, passando por um condutor, desviava uma agulha magnética colocada na sua vizinhança, de tal modo que a agulha assumia uma posição diferente ao plano definido pelo fio e pelo centro da agulha.
Utilizando-se inicialmente de um fio condutor retilíneo, por onde passava uma corrente elétrica, Oersted posicionou sobre esse fio uma agulha magnética, orientada livremente na direção norte-sul. Fazendo passar uma corrente no fio, observou que a agulha sofria um desvio em sua orientação, e que esse desvio era perpendicular a esse fio.
Ao interromper a passagem de corrente elétrica, a agulha voltou a se orientar na direção norte-sul.
Assim, ele concluiu que a corrente elétrica no fio se comportava como um imã colocado próximo à agulha magnética. Ou seja, a corrente elétrica estabeleceu um campo magnético no espaço em torno dela, e esse campo foi o agente responsável pelo desvio da agulha magnética.
Podemos concluir que as cargas elétricas em movimento criam, numa região do espaço próximo a ela, um campo magnético.
Assim, o aparecimento de um campo magnético juntamente com a passagem da corrente elétrica foi pela primeira vez observado.
Essa descoberta foi fundamental para a unificação da eletricidade com o magnetismo, que passaram a constituir um importante ramo da ciência denominado Eletromagnetismo.
Essa foi a descoberta acidental de Oersted. Modificando esse arranjo, podemos construir um galvanômetro, isto é, um aparelho para medir correntes ou voltagens elétricas. Use várias pilhas e resistências em série para montar um circuito como esse visto ao lado. Na figura, vemos apenas duas pilhas e duas resistências, mas, você pode usar quantas tiver. O importante é anotar, para cada valor da voltagem total das pilhas e da resistência total, o ângulo de deflexão da agulha da bússola. Faça uma tabela com uma coluna para a voltagem (em Volts), outra para a resistência total (em Ohms) e outra para o ângulo de deflexão da agulha. Com essa tabela, você calibra seu galvanômetro, que poderá ser usado como medidor de corrente ou voltagem em outras experiências.
	Análise
Quanto maior a corrente elétrica no fio, maior será a deflexão da agulha. A corrente em Ampères pode ser calculada usando a lei de Ohm, i = V/R, onde V é a voltagem total das pilhas (em Volts) e R é a resistência total (em Ohms). Variando V e/ou R, obtemos pares de valores da corrente (ou da voltagem) e do ângulo de deflexão. Com esses valores, você traça um gráfico de calibração de seu galvanômetro. Com ele, basta medir o ângulo para obter o valor de uma corrente desconhecida.
	
REALIZAÇÃO DA EXPERIÊNCIA DE OERSTED
Materiais utilizados 
•1 bússola
•fio fino
•1 pilha
Procedimentos
1 - Ligue as extremidades do fio aos pólos da pilha, com os dedos ou fita adesiva, para obter uma corrente elétrica
que passe através do fio.
2 – Aproxime o fio paralelo a agulha da bússola. Repita o movimento.
 
CONTRIBUIÇÃO PARA O ESTUDO DO ELETROMAGNETISMO
O descobrimento e o valor do eletromagnetismo
Entenda como as duas ciências – eletricidade e magnetismo – mudaram o curso da humanidade e como seu desenvolvimento levou ao avanço de tecnologias que transformaram a sociedade. 
Brincar com um imã observando como seus polos podem se atrair ou se repelir muitas vezes é visto como um gesto banal. Mas a observação mais atenta desse fenômeno foi responsável por iniciar um processo de estudos e experimentos que levaram ao desenvolvimento de muitas tecnologias e confortos que temos hoje. Equipamentos como o rádio, o capacitor, o gerador, o relé eletromagnético e o transformador não teriam sido criados não fosse o longo caminho percorrido por diversos cientistas que estudaram as propriedades e as possibilidades do magnetismo e da eletricidade.
Mas a pesquisa, separadamente, do magnetismo e da eletricidade não seria o bastante para a invenção desses equipamentos, que só existem graças ao eletromagnetismo, que é justamente a junção dessas duas ciências. Assim, para entender a história desse fenômeno, é preciso conhecer o processo de descoberta e desenvolvimento dessas duas matérias para, a partir disso, entender seu uso em conjunto e a compatibilidade entre aparelhos elétricos e eletrônicos.
A trajetória não foi fácil e, por muito tempo, o magnetismo e a eletricidade trilharam caminhos completamente diferentes um do outro. A história tem início no ano 600 AC, quando Tales de Mileto dá o pontapé inicial para o estudo da eletricidade ao se tornar o primeiro pensador a estudar as propriedades de atração e repulsão resultantes do atrito entre diferentes materiais, em particular o âmbar. A partir de sua experiência, diversos estudiosos voltaram seus esforços para a criação de um meio para produzir eletricidade continuamente. Essa busca era importante, pois a energia contínua permitiria a execução de diversas experiências.
O magnetismo surge 500 anos depois quando outro pensador – Lucretius – identificou a magnetita, uma pedra que era um imã permanente natural. A pedra recebeu o nome de magnetita por ser uma derivação do antigo nome da área em que foi encontrada, na Grécia. De acordo com documentos antigos, Tales de Mileto teria deixado o seguinte registro: “o ferro pode ser atraído por uma pedra que os gregos chamaram Magneto pela sua origem, porque é originária das terras dos magnésios, habitantes da Magnésia em Thessaly”. 
 
AS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DA MAGNETITA FORAM DESCOBERTAS POR LUCRETIUS EM 100 AC.
Apesar de as primeiras descobertas dos fenômenos terem ocorrido séculos antes de Cristo – de acordo com o calendário gregoriano que usamos hoje – levou muito tempo para que outras pesquisas obtivessem avanços significativos. Uma das causas apontadas por estudiosos para o atraso tecnológico em diversos ramos de estudo foi o período da Idade Média, por conta de sanções impostas pela igreja católica a inúmeros cientistas. “Apesar de o magnetismo não ter sido afetado pelas pressões da igreja, como ocorreu com a mecânica, pouca gente se interessou por esta ciência até o século XIII”, conforme explica o professor titular da disciplina de engenharia eletromagnética e diretor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP), José Roberto Cardoso.
Assim, a história do magnetismo ganha experiências notáveis em meados do ano de 1260, quando um engenheiro da cruzada do exército francês, Pierre de Magnicourt, passou a estudar as magnetitas recolhidas durante o caminho percorrido pelos soldados e a realizar experiências com as pedras. Ele foi o primeiro pesquisador a cunhar o nome de polo para as extremidades norte e sul da pedra magnética.
Ao perceber a descoberta que tinha feito, escreveu para um amigo relatando as experiências realizadas e seus respectivos resultados. Nela, Magnicourt detalhou como construir instrumentos usando imãs permanentes. Essa carta é considerada o primeiro artigo científico da história e Magnicourt ficou marcado como o primeiro cientista experimental da humanidade pelo pesquisador Roger Bacon, responsável pela estruturação do método experimental para validar estudos.
Exatamente quatro séculos depois, a saga pela eletricidade iniciada por Tales de Mileto foi concluída pelo alemão Otto von Guericke, que criou a máquina eletrostática, um equipamento de atrito que gera eletricidade em quantidade significativa. O invento foi possível a partir de uma correia que fazia uma esfera de enxofre girar com o atrito criado entre os materiais e acumular eletricidade estática. Isso permitiu a realização de inúmeras experiências que necessitavam de eletricidade contínua,levando ao avanço dos estudos relacionados à energia elétrica. A experiência também levou à teoria de que a eletricidade poderia causar repulsão e que os relâmpagos poderiam ter origem elétrica, fato que foi comprovado, mais tarde, por Benjamin Franklin, um estadista americano que gostava de fazer experiências científicas.
Franklin dedicou-se por sete anos aos estudos da eletricidade e da meteorologia e comprovou a origem elétrica dos raios. Seu maior legado para o eletromagnetismo foi a descoberta, em 1748, das cargas elétricas positivas e negativas.
Outra contribuição para a história do eletromagnetismo veio de um estudioso do magnetismo terrestre. William Gilbert de Colchester fala em seu livro publicado em 1600 “sobre os ímãs, os corpos magnéticos e o grande imã terrestre”, sobre estudos de eletricidade estática empregando o mesmo material que Tales de Mileto usou, o âmbar, que em grego significa elektron. Por isso, Colchester batizou o fenômeno com o nome de eletricidade.
Ainda no século XVIII entra em cena outro pesquisador importante para o desenvolvimento da eletricidade. Henri Cavendish, dono de uma personalidade exótica e excessivamente tímida, realizou diversos experimentos que acabaram sendo conhecidos por meio de outros cientistas justamente porque ele não costumava divulgar suas descobertas. Umas delas foi a lei da atração entre cargas elétricas, conhecida como “Lei de Coulomb”, que descreve a interação eletrostática
 
JAMES CLERK MAXWELL FOI O RESPONSÁVEL POR REUNIR O CONHECIMENTO DE DIVERSOS CIENTISTAS E DESCREVER AS QUATRO LEIS FUNDAMENTAIS DO ELETROMAGNETISMO.
 entre partículas eletricamente carregadas e tem papel fundamental no desenvolvimento da eletricidade.
A “Lei de Coulomb” recebeu essa denominação por ter sido formulada – anos após a experiência de Cavendish – e publicada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb, que, justamente pela timidez de Cavendish o ter impedido de disseminar seus estudos, não sabia da descoberta do cientista. As experiências de Cavendish só foram descobertas após sua morte pelo cientista James Clerk Maxwell no final do século XIX.
 
 
Eletricidade impulsiona estudos
Descoberta a eletricidade, esta passou a estimular outros estudos para o seu próprio desenvolvimento, mas com a falta de conhecimento sobre seus efeitos, acidentes começaram a acontecer e o primeiro deles foi em 1746. Como o ditado popular diz: “há males que vêm para o bem”. E foi isso o que aconteceu com uma das experiências do professor da Universidade de Leiden localizada na Holanda, Pieter van Musschenbroek, e que que viria a se tornar um importante equipamento elétrico.
O professor havia criado um dispositivo com um fio de cobre introduzido em um tubo metálico com água e colocado em contato com uma máquina eletrostática. Se uma pessoa tocava o cano enquanto o fio de cobre estava em contato com a máquina, a eletricidade era armazenada nas paredes do tubo, mas o professor não havia conseguido chegar a essa conclusão sozinho.
A capacidade de armazenamento de energia só foi descoberta após o professor se ausentar do laboratório e um de seus alunos tocar uma ponta do fio de cobre enquanto a outra extremidade ainda estava conectada à máquina. O resultado foi uma forte descarga elétrica que, se não matou o estudante, fez seu professor entrar para a história da eletricidade.
A experiência é conhecida até hoje como “garrafa de Leiden” e ajudou a entender a eletricidade e o desenvolvimento de maneiras para armazenar energia em pequenos espaços. A “garrafa de Leiden” é considerada como o projeto embrionário do equipamento que conhecemos hoje como capacitor.
Da mesma forma que ocorre com muitas descobertas científicas, outro pesquisador já havia feito experimento similar, mas não houve disseminação do conhecimento. Em 1745, na região em que atualmente está a Alemanha, Ewald Georg von Kleist usou uma garrafa de vidro com água em vez do tubo metálico e uma rolha perfurada por uma haste metálica que ficava em contato com a água. Como naquela época não existia a tecnologia que temos hoje para o compartilhamento de informações entre cientistas, a experiência de Kleist não interferiu nos estudos de Musschenbroek e também não ganhou muito espaço na história da eletricidade.
Como o uso da eletricidade ainda não havia sido totalmente desvendado, além de acidentes, testes dos mais diferentes tipos eram feitos. Um deles foi realizado pelo médico Luigi Galvani, que acreditava que a eletricidade poderia servir para o tratamento de doenças e até curar pessoas. Na época, o peixe elétrico era usado na eletroterapia.
Em 1780, enquanto dissecava uma rã para mais um de seus estudos, um dos assistentes de Galvani tocou o nervo do animal com um instrumento médico metálico, levando a rã a se movimentar involuntariamente toda vez que uma máquina eletrostática próxima produzia faíscas.
A observação o levou a acreditar que era preciso ter vida para gerar eletricidade, mas, anos depois, o próprio Galvani percebeu que a energia era gerada a partir de reações químicas. Essa experiência teria inspirado a escritora inglesa Mary Shelley a criar o clássico romance Frankenstein.
O experimento ficou conhecido como eletricidade galvânica, originou a bioeletricidade e deu embasamento teórico para a criação da primeira bateria elétrica, conhecida como pilha voltaica. Porém, o responsável pela criação da pilha foi o cientista e colega de Galvani, Alessandro Volta, que, em 1800, realizou uma experiência usando uma placa de chumbo e outra metálica, colocando entre elas uma solução com água e sal para gerar eletricidade. O resultado foi a disponibilidade de energia elétrica a qualquer instante, ou seja, era a invenção da pilha.
A junção das ciências
Após séculos de estudos e pesquisas separados, a ligação entre magnetismo e eletricidade foi finalmente encontrada. O feito se deve ao professor dinamarquês da Universidade de Copenhague, Hans Christina Oersted, que, em 1819, observou que a agulha de uma bússola – ao se aproximar de uma corrente elétrica – mudava sua direção.
 
HANS CHRISTIAN OERSTED FOI O PRIMEIRO PESQUISADOR A OBSERVAR A CONEXÃO ENTRE ELETRICIDADE E MAGNETISMO.
Se a agulha magnética da bússola é guiada por um campo magnético, somente a existência de um campo como esse na corrente elétrica explicaria o fato. Assim, Oersted constatou que os dois fenômenos não são independentes, mas que um está no outro Assim, nasceu o eletromagnetismo, que une as duas ciências que antes existiam isoladamente. A percepção da existência do eletromagnetismo levou ao desenvolvimento de transformadores, motores e geradores elétricos e até mesmo da comunicação sem fio.
A partir disso, os cientistas tiveram maior embasamento para desenvolver seus estudos, levando a novas invenções e a consequente evolução das tecnologias. Um exemplo disso foi André-Marie Ampère que, fascinado com a descoberta de Oersted, criou a eletrodinâmica, que é o estudo da energia elétrica em movimento.