5K20.30 Anel é ejetado de uma bobina
Um anel metálico é colocado sobre o núcleo de ferro de uma bobina. Quando a bobina é ligada a uma fonte de 127 V C.A., o anel é bruscamente ejetado para fora do núcleo.
Por outro lado, um anel de plástico ou um de alumínio, porém seccionado, não salta.
Utilizando-se uma bobina de 300 espiras, o anel de alumínio atinge uma altura de cerca de 2 m. Quando esse anel é previamente resfriado em nitrogênio líquido, ele salta até uma altura muitas vezes maior. Isso ocorre porque a condutividade elétrica de um metal aumenta quando a temperatura diminui. Assim, a corrente elétrica induzida no anel que está em baixa temperatura é muito maior que em outro à temperatura ambiente.
Atenção:
- Não deixe a bobina ligada por mais que alguns segundos, pois ela se aquece muito em pouco tempo.
- Depois que o anel for imerso em nitrogênio líquido, não o manipule com a mão. Um metal nessa temperatura causa sérias queimaduras na pele.
- Cuidado para que o anel não atinja as lâmapdas no teto.
Mais informações
Comumente, a repulsão do anel nesse experimento é explicada com base na afirmação de que a bobina produz um fluxo de campo magnético variável que induz uma corrente elétrica no anel. Por sua vez, a corrente no anel produz um campo magnético com sentido oposto ao da bobina e, por isso, há uma força de repulsão entre o anel e a bobina. No entanto, a explicação correta é mais sutil, pois ambos os campos não são uniformes e há uma diferença de fase entre o campo magnético e a corrente elétrica induzida no anel. Veja a explicação mais detalhada nas referências.
No entanto, ao fazer essa demonstração sugere-se que seja evitada essa explicação mais complexa.
Esse dispositivo é usualmente conhecido como Thomson's ring.
Referências
- The Phys. Teacher 35, 80 (1997), Forces on the jumping ring
- Am. J. Phys. 68, 238 (2000), Measurements and mechanisms of Thomson’s jumping ring
- Am. J. Phys. 54, 808 (1986), Floating metal ring in an alternating magnetic field
Tempo de preparo: Pronta entrega
