Vamos construir um Tranformador

Material Necessário:

1. Prego grande de ferro;
2. Indicador de corrente;
3. Fio de cobre isolado com 3 metros;
4. Imã de barra;
5. Bateria de 6 volts.
 

          Faraday aprofundou experiências no ano de 1831. Desta vez ele fez duas bobinas de fio de cobre (separadas) sobre um anel de ferro macio com cerca de 15 centímetros de diâmetro. Ligou os fios de uma das bobinas a um indicador de corrente e os fios da outra a uma bateria. No exato instante em que a bateria foi a ligada a um dos enrolamentos, ele percebeu que o indicador de corrente ligado ao outro enrolamento foi afetado. Ao desligar a bateria o ponteiro permaneceu ainda inclinado, para logo depois retornar a posição original. Faraday chamou a este efeito de "indução volta-elétrica".
          A partir daí, ele realizou uma segunda experiência: enrolou a segunda bobina sobre a primeira, e percebeu que desta vez o efeito sobre o ponteiro era muito mais forte.
          Desta forma Faraday descobriu um meio de se transmitir a corrente elétrica de um circuito para outro utilizando apenas o próprio efeito magnético da corrente, sem que houvesse qualquer contato real entre os dois circuitos. Por que?
          Já mostramos que ao passar por uma bobina a corrente cria um campo magnético em torno dela. Numa experiência anterior, criamos corrente movimentando um imã por dentro de uma bobina. A combinação dos dois efeitos resulta no que chamamos de transformador. A corrente que percorre uma bobina gera (induz) uma corrente na outra bobina, sem que haja qualquer ligação elétrica entre as duas bobinas. Vamos tentar.
          Faça uma bobina dando umas 50 voltas de fio isolado em torno de uma das extremidades de um prego grande. Esta bobina, que será a primeira a ser percorrida pela corrente, recebe o nome de "bobina primária". Agora enrole outra bobina, com um número aproximado de voltas, na outra extremidade do prego. Ela será a "bobina secundária", pela qual a corrente sairá.
          Juntas, a bobina primária e a bobina secundária compõem o transformador. Desencape as duas extremidades dos fios e prenda as extremidades da bobina secundária ao detector de corrente. Qualquer corrente que percorra esta bobina será registrada através do movimento do ponteiro do detector. Ligue uma das extremidades da bobina primária a um terminal da bateria, como mostra a figura A. Encoste a outra no terminal livre da bateria, de modo que haja passagem de corrente pela bobina primária. O ponteiro da bússola se mexerá momentaneamente, e depois retornará à posição original. Solte o fio da bateria; o ponteiro se mexerá de novo, tornando a voltar à posição primitiva.
          O que aconteceu foi o seguinte: assim que você encostou o segundo fio no terminal da bateria a corrente começou a fluir pela bobina primária criando um campo magnético em torno dela. As linhas de força desse campo penetraram na bobina secundária. Esse efeito, que é semelhante ao produzido quando um imã é enfiado numa bobina cria uma corrente súbita. No momento em que o campo atingiu sua força máxima, ou seja, no ponto em que ele parou de crescer, a corrente na bobina secundária foi interrompida. Retirando o fio da bateria, você interrompeu a passagem de corrente na bobina primária. O campo magnético em torno dela caiu, e, ao cair, tornou a penetrar na bobina secundária, induzindo corrente outra vez.

 

Faraday, Michael. Físico, químico e (como ele mesmo se intitulava) filósofo natural. Nasceu em Newington, Surrey, Inglaterra, em 22 de setembro de 1791.

Aos 14 anos de idade, estava em Londres, trabalhando como vendedor e encadernador de livros. Aos 21 anos, passou a trabalhar como assistente de laboratório de Humphry Davy, a quem acompanhou em viagens de estudos e conferências por toda a Europa. Em 1820, Faraday descobriu dois cloretos de carbono e um novo composto de carbono, iodo e hidrogênio. Em 1821, realizou a primeira das suas grandes descobertas: a da rotação eletromagnética. Em 1823, liqüefez o cloro, o que lhe valeu ser admitido na Sociedade Real de Ciências, em 1824. Em 1825, isolou o benzeno, de líquido obtido na produção de gás e óleo. Nesse ano, iniciou longa série de aulas, conferências e preleções, entusiasmando principalmente a juventude pelos seus dotes de simpática comunicação. Em 1831, Faraday descobriu a indução eletromagnética, isto é, a conversão do magnetismo em eletricidade. É dele a sentença: a "eletricidade, seja qual for sua fonte (fricativa, galvânica, voltaica, magnética ou térmica) é sempre idêntica em sua natureza". Faraday descobriu as leis básicas da eletrólise (que trazem o seu nome); e foi ele quem introduziu as denominações de "ânodo", "cátodo", "aníon", "catíon" e "elétrodo".
Em 1844, depois de muitas outras descobertas, Faraday descobriu a rotação do plano de polarização da luz em campo magnético. Em 1858, exausto e com a saúde abalada por excesso de trabalho e de atividade mental, Faraday aposentou-se; foi viver perto de Hampton Court, em Surrey, numa casa que a Rainha Vitória lhe doou, juntamente com uma pensão. Foi ali que morreu, em 25 de agosto de 1867.
Michael Faraday foi um dos maiores e mais completos gênio experimentais que o mundo já conheceu. Além disto, tinha o dom de descrever, de maneira agradável, simples, concisa e clara, todas as suas idéias e todas as suas realizações. De sua autoria, publicaram-se as seguintes obras: Manipulação Química (1827); Pesquisas Experimentais em Eletricidade (1839-55); Pesquisas Experimentais em Física e Química (1859); Curso de Seis Conferências Sobre a História Química de uma Vela (1861); Sobre as Várias Forças Existentes na Natureza (1873). Seu diário científico (Experimental Researches) foi publicado em oito volumes, em 1932-36.

          O fluxo de corrente na bobina secundária só existe quando o circuito da bobina primária é completado (quando o campo está sendo formado) ou interrompido (quando o campo cai). A fim de que o transformador se torne um dispositivo prático, é preciso que a corrente da bobina primária varie sempre, a fim de provocar variações no campo magnético. Essa variação é propiciada pela corrente alternada (CA), que é o tipo de corrente mais usado em todos os países do mundo. Essa corrente cresce de zero até um ponto máximo, depois decresce, inverte sua polaridade, volta a zero, torna a subir, e assim indefinidamente.
          Os transformadores construídos dessa maneira podem ser usados para aumentar ou reduzir a voltagem (a diferença de potencial) da corrente alternada. Se for preciso construir um transformador que aumente a corrente,  a bobina secundária terá que ter mais voltas que a primária. Se for preciso construir um transformador que reduza a corrente, a bobina secundária terá que ter menos voltas que a
primária. Os transformadores nunca são usados com corrente contínua (CC), pelo simples fato de que nunca poderiam funcionar.
          Mostramos que, a fim de se produzir a corrente mais forte possível, o maior número de linhas de força possível terá que penetrar e atravessar a bobina. Para provar isso outra vez, faça dois enrolamentos no prego com o mesmo número de voltas, porém de modo que um enrolamento fique sobre o outro (Figura B). Mais próximo que isto será impossível. Agora torne a encostar o fio na bateria e observe o detector de corrente. Desta vez a inclinação será maior; o que fizemos foi um acoplamento, para conseguir uma transferência máxima de energia.
          Podemos ir mais adiante em nossas experiências. Vamos gerar a nossa própria corrente e, através do transformador, fazer com que o indicador de corrente seja afetado. Ligue a bobina feita na experiência anterior aos dois fios primários do "transformador de prego de ferro", e ligue a bobina secundária a indicador de corrente. Enfie o ímã na bobina (bem longe da bússola para não afetá-la), e você verá que o ponteiro vai se mexer (Figura C).


     Esta experiência foi retirada do livro "Experiências Elétricas - Simples e Seguras" de Rudolf F. Graf, com tradução de Fernando B. Ximenes, publicado em 1981 pela Ediouro. Para saber mais sobre a Ediouro e suas publicações clique aqui.

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