Máquina de iluminação

Quando um professor de Física entusiasta por magnetismo cria novas estações de experimentação, podem surgir resultados como este (ver foto).

Desenvolvi esta peça em 2005 para um festival de ciência na Coreia e recebi muitos elogios por isso.

Segue-se a descrição dirigida aos visitantes que desejam experimentar:

O que fazer?

1. Segure o tubo transparente na vertical à sua frente, de modo a poder ver as pequenas luzes no interior.
2. Vire rapidamente o tubo 180° de cabeça para baixo. Assim, dois ímanes em esfera no interior do tubo irão cair para baixo.

O que observar?

1. Observe as luzes enquanto as esferas caem pelo tubo através das pequenas bobinas de fio de cobre.
2. Repita o procedimento várias vezes e certifique-se de que o par de esferas possa cair rapidamente.
3. Preste especial atenção à primeira e à última luz.

Isto ajuda-o a compreender:

Num tubo vertical, um par de esferas magnéticas cai. Estas possuem à sua volta um campo magnético. As esferas caem através do interior das bobinas de fio de cobre. As pequenas bobinas com 200 voltas não têm inicialmente nenhum campo magnético no seu interior. Quando o par de esferas atravessa a bobina, transporta o seu campo magnético para dentro da bobina: de repente, também há um campo magnético na bobina. O campo magnético na bobina altera-se, portanto, de "zero" para "forte".

Quando o campo magnético numa bobina se altera, é induzida (gerada) uma tensão elétrica nessa bobina. Se o circuito das espiras da bobina estiver fechado, circula uma corrente elétrica.

Entre as duas extremidades do fio de cada bobina está soldada uma pequena lâmpada. Assim, a bobina está fechada através da lâmpada. A corrente elétrica passa pela lâmpada e, ao fazê-lo, a lâmpada acende-se.

Quando as esferas começam a cair do topo, ainda não têm velocidade suficiente para provocar uma alteração brusca do campo magnético na bobina. Por isso, a primeira lâmpada geralmente ainda não acende.

No entanto, não se trata de lâmpadas incandescentes comuns, mas sim de díodos emissores de luz (LEDs). Estes necessitam de muito menos energia elétrica para acender.