Construa Um Galvanômetro Elementar (ART2823)

Esta versão deste projeto que foi publicado diversas vezes com textos diferentes é de 1976. Trata-se de projeto bastante didático que na época era uma novidade.

Com este instrumento bastante simples, os professores de ciências, física, eletricidade, assim como os estudantes, poderão realizar a experiência de Oersted (*), e disporão de um sensível detector de corrente elétrica que poderá ser usado com as mais diversas finalidades como, por exemplo, verificação do estado de carga de pilhas, comprovação da produção de energia por pilha experimental detector de nulo em aparelhos eletrônicos.

Na experiência realizada por Oersted, demonstra-se o efeito magnético da corrente elétrica.

 

O QUE É UM GALVANÔMETRO

Galvanômetro é um instrumento destinado a detecção de qualquer espécie de corrente elétrica. Não podemos ver a eletricidade, deste modo, se quisermos saber se por um fio, um circuito ou um componente eletrônico está circulando uma corrente, devemos nos valer de algum efeito que ela produza e que possa causar alguma impressão facilmente perceptível.

Assim, são utilizados instrumentos denominados galvanômetros para acusar a circulação de correntes.

Eles aproveitam os mais diversos efeitos da corrente como, por exemplo, o calor produzido quando ela passa por um fio que tenha certa resistência, ou o campo magnético que ela manifeste sempre.

No nosso caso, o galvanômetro descrito, aproveita o efeito da corrente elétrica que se manifesta sempre, ou seja, o efeito magnético. Toda corrente elétrica produz sempre um campo magnético ou de uma maneira melhor formulada, “a movimentação de cargas elétricas é acompanhada sempre pelo aparecimento de um campo magnético".

Se a corrente que circula através de um condutor, for suficientemente intensa, o campo magnético criado terá força suficiente para atuar de modo perceptível sobre um objeto magnetizado colocado nas proximidades.

Oersted, um professor secundário dinamarquês, notou que a colocação de uma bússola nas proximidades de um fio condutor, permitia a observação deste fenômeno.

Quando a corrente era estabelecida no circuito, a agulha movia-se de modo a se orientar segundo o campo magnético criado, ou seja, ficava perpendicular ao fio. (figura 1).

 

Figura 1
Figura 1

 

 

Com isso, facilmente podia-se saber se a corrente estava circulando através do fio simplesmente pela observação da posição da bússola. Com esta experiência podemos dizer que Oersted não só descobriu que as correntes elétricas criam campos magnéticos, como também construiu o primeiro galvanômetro.

 

O NOSSO APARELHO

O nosso galvanômetro se caracteriza por sua sensibilidade. De fato, se o leitor quiser realizar exatamente a experiência de Oersted, precisará de uma boa bateria que lhe forneça uma corrente bastante intensa de modo que o campo magnético seja suficiente para movimentar a agulha da bússola.

Podemos, entretanto, reforçar consideravelmente o campo magnético produzido por uma corrente, usando para isso um artifício que consiste em enrolarmos um fio em forma de bobina (figura 2), de modo que possa haver uma concentração das linhas de força do mesmo campo em determinadas regiões.

 

Figura 2
Figura 2

 

 

Com isso, se o número de voltas que dermos de fio for suficientemente grande, mesmo uma corrente muito fraca poderá criar um campo de intensidade suficiente para movimentar visivelmente a agulha de uma bússola colocada nas proximidades. (figura 3).

 

Figura 3
Figura 3

 

Um galvanômetro construído segundo esse princípio, será portanto capaz de acusar a circulação de correntes muito fracas, mesmo usando-se uma bússola comum.

Numa caixa de papelão, construída segundo as dimensões dadas na figura 4, executaremos duas bobinas, uma em continuação da outra com o fio enrolado no mesmo sentido, cada uma com 50 a 100 voltas de qualquer tipo de fio (de preferência esmaltado fino), e no centro fixamos uma bússola comum, do tipo que pode ser adquirida em qualquer papelaria ou loja de artigos para presentes.

 

Figura 4
Figura 4 | Clique na imagem para ampliar |

 

A sensibilidade obtida para este galvanômetro, será em função do número de voltas do fio e do tamanho da bússola.

Se o leitor quiser poderá montar o conjunto numa base de madeira ou acrílico de modo a lhe dar uma melhor aparência, e colocar para os fios de ligação bornes do tipo isolado, conforme mostra a figura 4.

 

PROVANDO O GALVANÓMETRO

Ligue uma pilha pequena aos terminais do galvanômetro e verifique se a agulha da bússola, sofre uma deflexão rápida, parando de modo a apontar para as bobinas.

Se isso não ocorrer procure raspar as pontas do fio de conexão, provavelmente não houve o necessário contacto elétrico.

Para verificar a sensibilidade, ligue em série com a pilha resistores de valores crescentes a partir de 100 Ohms, verificando qual é o maior valor que ligado em série com o galvanômetro mesmo assim se obtém deflexão da bússola.

A sensibilidade, ou seja, a menor corrente que ele poderá medir será dada pela fórmula: (fig. 5)

 

Figura 5
Figura 5

 

 

Is = 1,5/R

 

Onde:

R é a resistência do maior resistor em que ainda se observa a movimentação da agulha da bússola. Para os tipos que construímos essa sensibilidade pode chegar a 0,001 A ou seja 1 mA.

O leitor notará também, que o sentido de movimentação da agulha dependerá da posição da pilha, ou seja, de sua polaridade.

 

EXPERIÉNCIAS

1) Pilha experimental: podemos construir uma pilha bastante simples usando para esta finalidade duas moedas, sendo uma do tipo de alumínio e uma de níquel.

Entre as duas moedas colocamos um pedaço de papel poroso embebido em água com sal.

Esta pilha produz uma tensão da ordem de 0,7 Volts que, entretanto,. é suficiente para causar uma movimentação da agulha da bússola.

Ligue-a ao galvanômetro e você verá que a agulha da bússola se moverá indicando a produção de energia elétrica (figura 6).

 

Figura 6
Figura 6

 

 

2) Prova de pilhas: para provar uma pilha bastará conectá-la ao galvanômetro. A agulha apresentará uma deflexão bastante rápida (salto).

 

 


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