Levitador Eletromagnético

## LEVITADOR ELETROMAGNÉTICO

Leandro José Pimenta Araújo [leandrojosepimenta@ig.com.br] a

Shawan Stefany Vieira [shawan\_dtma@yahoo.com.br] a Paulo Cézar Santos Ventura [pcventura27@yahoo.com.br] b Márcia da Mota Jardim Martini [marciamj@lactea.cefetmg.br] c

a Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG, DAEE, LACTEA)

b Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG, DPPG, LACTEA)

C Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG, DADB, LACTEA)

## INTRODUÇÃO:

O projeto propõe a construção de um dispositivo que utiliza a força da gravidade em conjunto com a força magnética de um eletroímã para manter um pequeno objeto de metal ferromagnético suspenso no ar.

As forças irão agir independentemente, uma em oposição à outra. Para que o objeto possa permanecer em um equilíbrio estático, suspenso no ar, é preciso que a força do eletroímã seja cuidadosamente ajustada, para isso foi implementado um circuito eletrônico que habilita e desabilita a ação desse imã.

## JUSTIFICATIVA:

A justificativa encontra-se em um contexto onde se objetiva construir e modelar projetos de caráter didático ou experimental, através da utilização de materiais reciclados ou de baixo custo, visando facilitar o processo de cognição de algum fenômeno físico.

Esse tipo de trabalho já é desenvolvido há algum tempo pelo Laboratório Aberto de Ciência Tecnologia Educação e Arte - LÁCTEA -. O LÁCTEA é um laboratório vinculado ao departamento de Física que está comprometido com a divulgação e popularização da ciência.

Objetivamos também tomar conhecimento ou consolidar aquilo que aprendemos no que se refere à montagem e confecção de circuitos eletrônicos, elaboração de projetos, experiências e acabamentos simples.

## METODOLOGIA:

O princípio metodológico utilizado na construção do dispositivo relaciona-se com a proposta de aproveitamento de idéias contidas num sistema tecnológico já otimizado para determinada função, reaplicando-as à construção de um novo sistema, proposta comumente usada pelo LACTEA.

Para a confecção do protótipo foram utilizados os seguintes materiais/componentes: um eletroímã, um sensor infravermelho, resistores, capacitores, transistores, uma fonte de tensão 12V, tubos de PVC, um potenciômetro para ajuste, uma base de madeira entre outros.

Aproxima-se um objeto ferromagnético da base do núcleo do eletroímã de maneira que o objeto ultrapasse o feixe de luz infravermelha, de baixo para cima, verticalmente. Quando soltamos o objeto ele levitará entre a força da gravidade 'puxando-o' para baixo e o campo magnético do imã que o 'puxa' para cima. O ajuste do circuito eletrônico é realizado através de um trimpot que deve ser calibrado com precisão para que a ação de uma força não se sobreponha à outra.

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Diagrama Esquemático

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## DESCRIÇÃO DO FUNCIONAMENTO :

Um sensor ótico é disposto a uma certa altura em uma armação. Esse sensor irá habilitar ou não a passagem de corrente para o eletroímã. Um objeto é colocado acima de u m feixe de luz. Pela ação da força gravidade o objeto (feito de material ferromagnético) tenderá a cair. Assim que o mesmo passar pelo feixe de luz, interrompendo a trajetória do feixe que estará incidindo sobre o sensor, o circuito de alimentação do eletroímã é ligado. Dessa maneira uma força magnética ligeiramente maior que o peso irá atuar sobre o objeto impelindo-o para cima. Assim que o objeto sai da trajetória da luz o circuito que alimenta o eletroímã é desligado, o objeto então cai, iniciando-se o ciclo novamente.

## RESULTADOS :

Apesar da grande dificuldade para regular o sensor óptico de maneira que o objeto de metal ferromagnético flutuasse os objetivos do projeto foram atingidos. O projeto Levitador demonstrou de uma maneira simples e interessante o fenômeno a que se propunha. Os resultados alcançados foram possíveis devido a uma extensa e difícil calibração da sensibilidade e funcionalidade do sensor.

No protótipo foram utilizados materiais recicláveis, tais como tubos de PVC, retalhos de madeira, e componentes eletro-eletrônicos reaproveitados de placas de circuitos tornando assim bastante acessível a sua confecção.

O protótipo mostrou-se um ótimo veiculo de divulgação e popularização de um fenômeno físico, pois facilita o aprendizado e aguça o interesse dos alunos no estudo da disciplina.

## Referências bibliográficas

- · Sedra Adel S., Microeletrônica, 3ª edição
- · Malvino Albert Paul, Eletrônica, 2ª edição, vol. 1
- · Textos da internet