A2- Mini Motor Elétrico Relatório

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Universidade Veiga de Almeida 
 
Relatório do Mini Motor Elétrico Magnético Com Ímã 
 
Anreziene Almeida dos Santos - 20151112506 
Graduanda em Engenharia de Produção/ UVA 
 
Carlos Eduardo dos Santos Leal 
Prof. D.Sc em Física 
 
1. Objetivo: Relacionar eletricidade e o magnetismo 
 
✓ Através do contato com esse experimento, espera-se que os alunos sejam capazes 
de assimilar os conceitos de eletromagnetismo com a sua funcionalidade na vida cotidiana. 
✓ Foi construído um sistema simplificado de motor de corrente contínua. Trata-se 
de uma aplicação de grande importância de eletricidade e magnetismo, que tem por objetivo 
não só a construção de um motor elétrico simples, mas também compreender o seu 
funcionamento que ocorre pela repulsão e atração devido aos campos magnéticos. 
✓ O presente experimento também busca descrever o efeito do campo magnético 
em cargas em movimento; descrever a ação do campo magnético sobre uma corrente e analisar 
como funciona um motor elétrico. 
 
2. Introdução 
O nascimento do eletromagnetismo se deu no século XIX, com a clássica experiência 
do físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1771-1851). Em 1820, ele verificou que, ao 
colocar um bussola sob um fio onde passava uma corrente elétrica, verificava-se um desvio na 
agulha dessa bussola. A partir dessa experiência Oersted estabeleceu uma relação entre as 
propriedades elétricas e magnéticas, dando origem ao eletromagnetismo. O físico e matemático 
André-Marie Ampère (1775-1836) construiu o primeiro eletroímã. Esse dispositivo foi 
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fundamental para a invenção de aperfeiçoamento de vários aparelhos, como o telefone, o 
microfone, o alto-falante, o telégrafo etc. Michael Faraday (1791-1867), cientista autodidata 
inglês, deu sua grande contribuição ao eletromagnetismo com a descoberta da indução 
eletromagnética, fundamental para o surgimento dos motores mecânicos de eletricidade e os 
transformadores. 
Outros físicos também devem ser lembrados, por contribuições feitas ao 
eletromagnetismo, como o físico norte-americano Josph Henay (1797-1878), que deu 
continuidade aos trabalhos de Faraday sobre a indução eletromagnética, Heinrich Lenz (1804-
1865), físico russo que também se dedicou a estudar esse fenômeno, Nicolas Tesla que estudou 
o campo magnético. Finalmente, podemos citar em especial James Clerk Maxwell (1831-
1879), notável físico escocês, cuja participação teve importância teórica fundamental. Maxwell 
em sua obra Tratado sobre eletricidade e magnetismo (publicada em 1873), generalizou os 
princípios da eletricidade descobertos por Coulomb, Ampère, Faraday e outros. Entre outros 
feitos, Maxwell descobriu através de equações matemáticas a velocidade da luz com um 
percentual de erro muito pequeno, com relação aos dados INTRODUÇÃO 6 experimentais que 
temos hoje. A descoberta posterior das ondas eletromagnéticas constituiu a verificação 
experimental do acerto da Teoria de Maxwell. 
 
2.1 História: Como aconteceu a relação entre Eletricidade e Magnetismo 
Essa relação foi descoberta pelo dinamarquês Hans Christian Oesterd em 1820, o que 
só foi possível graças à invenção dos geradores elétricos, que permitiam a geração de correntes 
elétricas duradouras e estáveis necessárias para o estudo dos fenômenos. 
Oersted demonstrou a existência dessa interação a partir de um simples experimento. 
Ele colocou uma agulha magnética próxima a um condutor de eletricidade. Para isso, ele 
utilizou uma bússola e um fio de platina em um circuito. O fio de platina, ao ser percorrido pela 
corrente elétrica, ficava incandescente, o que garantia uma corrente suficientemente intensa. 
Quando o fio era aproximado da bússola, sua agulha magnética sofria deflexão. 
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O experimento de Oersted mostrava que a corrente elétrica gerava campo magnético. 
Porém, em 1831, Michael Faraday, na Inglaterra, utilizou um núcleo de ferro e duas bobinas A 
e B para mostrar que a variação do fluxo magnético também gerava corrente elétrica. Faraday 
percebeu que, nos momentos em que conectava ou desconectava a bobina A na fonte, passava 
uma corrente elétrica na bobina B, mas essa corrente aparecia somente nesses instantes. 
 
Experimento de Faraday 
A partir dessa experiência, ele concluiu que essa corrente elétrica ocorria em virtude da 
variação do campo magnético, que aparecia quando a bobina A era ligada e desaparecia quando 
essa mesma bobina era desligada. Esse fenômeno ficou conhecido como indução 
magnética ou Lei de Faraday. 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/michael-faraday.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-inducao-eletromagnetica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-inducao-eletromagnetica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-descoberta-inducao-eletromagnetica.htm
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Os fenômenos eletromagnéticos foram descritos por um conjunto de leis formulado 
por James Clerck Maxwell, cientista que foi tão importante para o Eletromagnetismo como 
Isaac Newton foi para a Mecânica. 
Vários aparelhos indispensáveis atualmente só existem em face da evolução nos estudos 
sobre o Eletromagnetismo. Entre eles, podemos citar: cartões magnéticos, transformadores de 
tensão, motores elétricos, antenas de transmissão de dados, forno micro-ondas, entre outros. 
 
3. Material Utilizado 
• 1 pilha tamanho “D” 
• 1 ímã (Foi utilizado o Super ímã) 
• 2 alfinetes 
• Uma gominha elástica de escritório 
• Uma bexiga Comum 
• Um fio de cobre envernizado (costuma estar enrolado em bobinas de motores 
pequenos, como de um liquidificador) 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maxwell-integracao-luz-com-magnetismo.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica.htm
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4. Metodologia 
 
Pesquisa explicativa: Esse método é a pesquisa explicativa se preocupa em identificar 
algumas situações que contribuem com a ocorrência de um fenômeno. Assim, ela utiliza 
métodos experimentais para explorar o assunto. 
 
A visão do tema é mais detalhada e o grau de complexidade é maior (as chances de erros 
também!). Contudo, é uma excelente maneira para enriquecer o trabalho e comprovar um 
fenômeno, como o caso do eletromagnetismo gerado nesse trabalho. 
 
A metodologia nesse trabalho: 
 
1º Passo: Fazer Uma bobina usando o fio de cobre e a pilha grande 
Separar uns 5 cm da ponta do fio e dar 10 voltas ao redor da pilha. Separa mais uns 5 
cm e corta. Feito isso, tira o círculo de cobre que se formou ao redor da pilha, segura esse 
círculo. 
 
2º Passo: As duas pontas que ficaram para fora do círculo de cobre, devemos amarrar e 
deixar duas “abinhas” suspensas e cortar o que sobrar para ficar como na imagem abaixo: 
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 3º Passo: Descasar completamente uma das pontinhas do fio de cobre (Isso é 
importante para a energia elétrica conseguir fluir pelo cobre ao tirar o verniz do fio), a outra 
ponta do fio vamos raspar só a metade, apenas a parte de cima. 
 
4º Passo: Fazer a base onde iremos encaixar essa bobina. 
 
5º Passo: Pegar a bexiga e cortar uma argola de mais ou menos 2cm de largura com a 
finalidade de passarmos essa argola na transversal da pilha D, como se fôssemos “vestir” a 
pilha”. Para essa betixa não escapar, passamos o elástico na borda para prender. 
 
6º Passo: Colocar os Alfinetes em pé (Na vertical) em cada ponta da pilha, um no pólo 
positivo e outro no pólo negativo. Como na imagem abaixo: 
 
7º Passo: Grudar o ímã embaixo da bobina 
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8º Passo: Com as pontinhas da bobina encaixadas no alfinete, basta dar o “pontapé” 
inicial que é impulsionar ao giro com os próprios dedos. Após isso, ele ficará girando (No caso 
do meu experimento, em uma velocidade acelerada) devido a bobina que funciona como um 
ímã. 
A bobina funciona como um eletroímã, porque as duas pontinhas do cobre se conectam 
com a energia elétrica. Um lado está completamente descascado e o outro apenas pela metade, 
a bobina se move para ficar na melhorposição, mais próxima do ímã e ao fazer isso, irá girar. 
Nesse movimento giratório, um lado perde o contato com a energia elétrica que é onde metade 
do fio está raspado. Sendo assim o ímã “desliga” e ainda tem um pouco de embalo, logo volta 
a girar de novo. O contato com a parte raspada é retomado e o motor “ligado” de novo, na 
sequência, o motorzinho fica nesse movimento de “liga e desliga”. 
 
5. Resultados 
 
O imã não-natural neste experimento é o fio de cobre 
O conveniente de se usar imãs não naturais num motor elétrico é a possibilidade de se 
manipular (inverter) os polos magnéticos. 
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O funcionamento deste motor elétrico pode ser explicado em alguns passos (acompanhe 
pela figura abaixo): 
5.1) Num primeiro momento, os fios raspados estão em contato com as tiras e a corrente 
elétrica cria um campo magnético na bobina. Esta bobina por ter liberdade de rotação entra em 
movimento, para se livrar da repulsão do imã comum, que está fixo à sua frente. 
5.2) Em um quarto de volta, a bobina está parcialmente em contato com as tiras e o 
campo magnético começa a perder sua força. Não deixando assim que a atração do polo sul da 
bobina pelo polo norte do imã comum seja forte o suficiente para frear o movimento. 
5.3) Quando a bobina completa meia volta, começaria o processo inverso. Ou seja, 
deveria existir um campo atrativo entre a bobina e o imã. Mas isso só aconteceria se os contatos 
estivessem ligados. Este contato não é estabelecido, pois, esta atração frearia ou cessaria o 
movimento adquirido no primeiro momento. 
5.4) Completando-se mais um quarto de volta, o contato com as tiras começa a se 
reestabelecer e o campo magnético a ganhar força. Neste momento a bobina começa a ser 
repelida pelo imã comum. Dado o movimento que a bobina já possui, este ganha nova 
aceleração. 
5.5) Volta-se à posição inicial e o ciclo recomeça. 
Assim o processo continua periodicamente, enquanto existir corrente elétrica passando 
pela bobina. 
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Quando o fio de cobre começa a girar? 
Quando passa corrente elétrica pela bobina, ela se comporta como um ímã e, como tal, 
possui pólos Norte e Sul. Ao aproximarmos da bobina um ímã permanente, ela iniciará o giro 
se, o Norte da bobina estiver em contato com o Sul do ímã porque há atração (posição 
conveniente). Portanto, uma força magnética age sobre a bobina colocada no campo magnético, 
porém, esse movimento não completa uma volta. 
 
Por que o fio de cobre gira? 
Porque na outra metade da volta, a corrente elétrica é desligada. O que desliga a corrente 
é a faixa esmaltada de uma das extremidades do eixo, ao encostar no suporte. Não havendo 
corrente, não há força: a espira continua a girar por inércia, num sentido só. 
Obs. Não é conveniente que a bobina se comporte permanentemente como um ímã 
porque ao continuar girando, vai passar por posições em que o ímã atrapalharia seu giro, 
fazendo-a parar ou até mesmo inverter o sentido do giro. 
 
Como o fio de cobre mantém o giro contínuo? 
Quando volta a passar corrente, as forças reaparecem, fazendo-a girar no mesmo sentido 
em outra parte da volta, a outra metade da volta gira por inércia e assim, sucessivamente... Para 
se tornar um motor elétrico, é necessário possibilitar um giro contínuo de seu eixo. 
 
6. Ciência e Tecnologia: 
 
A importância dos motores elétricos para a tecnologia moderna dificilmente pode ser 
superestimada. Praticamente todos os dispositivos elétricos que realizam algum tipo de trabalho 
mecânico se valem dos mesmos princípios descritos aqui. Atualmente diversas variações do 
motor de pólos já foram desenvolvidas, como motores lineares, por exemplo. Apesar de se 
valerem dos princípios de repulsão e atração de dipólos os motores lineares produzem um 
movimento de translação (em contraste com o movimento de rotação do rotor). 
Os motores elétricos modernos, utilizados na maior parte dos eletrodomésticos, 
brinquedos acionado por pilhas, o “motor de arranque” de um carro e em máquinas industriais, 
necessitam de um giro regular contínuo. Para tanto, possuem várias bobinas, que são ligadas e 
desligadas alternadamente, mantendo o motor sempre funcionando. Vários aperfeiçoamentos 
vêm sendo feitos na construção de motores. Um dos mais importantes é a substituição dos ímãs 
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permanentes, fixados à carcaça, por outras bobinas. Quando é estabelecida uma corrente elétrica 
nessas bobinas, cria-se um campo magnético, idênticos ao dos ímãs permanentes. São 
construídos dessa forma os motores de liquidificador, batedeira, furadeira, enceradeira e 
espremedor de frutas. Em motores de pequena potência, como os do carrinho de autorama e os 
que fazem girar o CD, por exemplo, ainda são utilizados ímãs permanentes. 
 
7. Conclusão: 
 
- Todo Motor elétrico emite Campo Magnético 
O momento em que as faces de polos estiverem voltadas uma para a outra, a corrente 
deixa de passar, pois a extremidade da espira que não está raspada impede a passagem da 
corrente. A espira deixa, assim, de ser um ímã natural, mas mantém seu movimento (giro), 
devido à inércia. No momento em que a parte raspada da espira entra em contato com a haste, 
o processo se reinicia, possibilitando o movimento constante da espira. 
Um detalhe importante notado é que quando a espira tiver polo contrário ao do ímã ao 
qual está presa, a força que existirá será de atração e o movimento da espira será amortecido, 
podendo até resultar no fim de seu movimento. 
 
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Referências: 
 
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