Motor eletromagnético: não existe almoço grátis!

5 de abril, 2019 às 11:29 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade, Eletromagnetismo

Prezado professor,

Talvez já tenha até perguntado algo sobre isso mas tenho uma questão q há muito gostaria de esclarecer. Além do atrito e esforço mecânico para girar um imã dentro de uma bobina a fim de obter energia elétrica existe alguma resistência mais estrita entre o ímã e a bobina? Parece que o cobre não atrai fortemente (ou nem fracamente) o ímã daí parecer que não há resistência estrita para girar o ímã. Se fosse bobina de ferro haveria tal resistência pois o imã atrai ferro…mas cobre parece q não…se de fato não há essa resistência, porque não seria possível usar a energia ganha em uma tal rotação p manter a própria rotação? Se aumentarmos o tamanho da bobina ou multiplicarmos os imãs e com isso não aumentasse a resistência (por não haver resistência da bobina em relação ao imã) porque não conseguiríamos?

A força de interação  entre um ímã e um pedaço de cobre estáticos é tão fraca que é difícil notá-la. Vide Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.

Quando um ímã se move em relação a um condutor de qualquer natureza ocorrem correntes induzidas no condutor.  Isso acontece em particular em um motor e em um gerador eletromagnético que usa imãs permanentes para funcionar.

Quando cargas elétricas em movimento estão imersas em um um campo magnético, ela “sentem” o campo, isto é, elas estão sujeitas a forças magnéticas. Então, apesar de uma bobina estar (quase) livre de forças na situação estática em relação ao  ímã, quando o ímã se move e induz correntes elétricas na bobina, ocorrem forças entre a bobina e o ímã e estas forças resistem ao movimento relativo entre imã e bobina. Esta resistência cresce com qualquer efeito que implique em um aumento da energia elétrica produzida pelo sistema. Quanto mais energia elétrica é produzida por um gerador, tanto mais energia mecânica deve ser investida. Quanto mais energia mecânica é produzida por um motor, tanto mais energia elétrica deve ser investida. Por isso “não seria possível usar a energia ganha em uma tal rotação p manter a própria rotação“.

Um efeito interessante que ilustra a impossibilidade de se gerar uma corrente em um condutor de cobre sem resistência ao movimento do ímã, está descrita a seguir.

Se em um tubo condutor não-ferromagnético (isto é, paramagnético ou diamagnético) como o cobre e o alumínio, colocado em posição vertical, um  ímã for deixado cair dentro do tubo, ele será freado devido às correntes de Foucault induzidas no tubo, rapidamente atingindo uma velocidade constante (velocidade terminal). Ao descer com velocidade constante o ímã perde energia potencial gravitacional e não ganha energia cinética.; portanto há perdas de energia mecânica consequente das correntes elétricas induzidas nas paredes do tubo e do efeito Joule que então aquece (um pouquinho) o tubo.

A figura abaixo representa o ímã que cai e as correntes induzidas no tubo em regiões acima e abaixo do magneto.

Mais detalhes sobre este interessante experimento que envolve a Lei de Faraday-Lenz encontrarás no meu artigo, disponível no Research Gate.

O efeito é demonstrado pelo Mago da Física em http://www.youtube.com/.

O rolamento freado do magneto na rampa é outro interessante efeito onde super ímãs de neodímio rolam por uma rampa de alumínio ou cobre com velocidade constante graças às correntes induzidas (correntes de Foucault) no metal da rampa. Sobre este efeito há o artigo – O_rolamento_freado_do_magneto_na_rampa –  e os seguintes vídeos: http://www.youtube.com/1 e http://www.youtube.com/2.

Outra postagem do CREF tratando do tema é  Motor gerador autossustentado: é possível esta “maravilha”?

Vide também a palestra Motos Perpétuos e Máquinas de “Free Energy”: não existe almoço grátis na natureza!

“Docendo discimus.” (Sêneca)