Aplicaçoes Do Eletromagnetismo

Os avanços observados nos últimos anos na área de eletromagnetismo tem sido de grande importância para a evolução tecnológica em vários setores da indústria mundial. Uma das experiências mais interessantes de ser observada e utilizada é a levitação magnética, principio que é empregado nos mais modernos trens japoneses, os maglevs,e que pode ser facilmente realizada em laboratório através do experimento do ‘’anel de Thomson’’.

A experiencia consiste basicamente em colocar um anel de material condutor sobre o primário de um transformador atraves de uma barra metálica que servira como núcleo para o transformador, e para manter o anel em equilíbrio numa determinada posição. O transformador com um determinado numero de espiras no primário ao ser ligado na rede elétrica de 220v com tensão alternada produzira um fluxo magnético variante no núcleo e no secundário que será se uma única espira, nesse caso o anel. Quando o anel receber este fluxo magnético, surgira em sua superfície uma corrente elétrica induzida que produzirá outro campo magnético no sistema. De acordo com a lei de lenz essa corrente elétrica terá um sentido tal que produzirá um campo magnético de mesma polaridade que o do transformador resultando em uma força de repulsão, o que causa o salto observado no anel, a figura mostra as linhas de campo do sistema:

Se o anel utilizado geralmente de cobre ou alumínio fosse resfriado com nitrogênio liquido sua resistência diminuiria mais ainda resultando numa corrente elétrica maior no anel e portanto num campo magnético mais intenso por isso o salto do anel seria mais alto. Porem passado alguns minutos com o sistema em funcionamento o anel aquecera bastante devido a alta corrente elétrica e portanto não deve-se deixar funcionando por muito tempo.

Para utilizar a levitação magnética para aplicações industriais é necessário que os sistemas de levitação sejam bem estáveis, e que sejam capazes de controlar a posição do objeto no espaço regulando a corrente elétrica dos eletroímãs afim de controlar a força sobre o objeto. A principal aplicação da levitação magnética atualmente é nos trens maglevs.

Os modelos japoneses desse trem utilizam a levitação por repulsão magnetica. Esse método consiste na utilização de bobinas supercondutoras no interior do trem que precisam ser mantidas a uma baixa temperatura para manter o correto funcionamento. Por terem uma resistência muito baixa essas bobinas são capazes de gerar fortes campos magnéticos que induzem uma corrente elétrica nas bobinas dos trilhos que por sua vez produzirão outro campo magnético(de repulsão), possibilitando assim a levitação. Para que haja a propulsão do trem outro sistema de bobinas que são percorridos por correntes elétricas que possuem cada uma sua própria intensidade e sentido, fazem com que o trem se mova atraves da repulsão e atração de campos magnéticos. Por não terem nenhum tipo de contato físico com o solo, esses trens podem atingir velocidades impressionantes permitindo o deslocamento de grandes distancias em pouco tempo. Entretanto esses sistemas ainda tem que ser aprimorados já que para manter as bobinas resfriadas é necessário um gasto relativamente alto de energia. A figura mostra o principio do funcionamento desses dispositivos: