Conclusão

O aprendizado sobre magnetismo necessário para construção do eletroimã foi de grande valor, pois desenvolvemos novos conceitos, e visualizamos na prática muitos deles. Também foi um grande desafio, pois lidar com as diversas variáveis atuantes no projeto nos fez com que procurássemos uma base teórica maior que possuíamos, e pudemos ler sobre diversas experiências realizadas com eletroímãs. Infelizmente, não coletamos os dados das tentativas que foram feitas para a escolha dos materiais, mas dentro do leque de opções buscamos o melhor rendimento e hoje, dia da competição, esperamos ter um bom resultado. Por isso, ainda hoje (depois da aula) volto para atualizar este post e comentar mais a respeito do funcionamento do eletroímã.

Atualização: Com muito cuidado, enrolamos manualmente a bobina do eletroimã e tivemos um resultado acima do esperado: mais do que 700g de clips com apenas uma pilha de 1,5V. Poderíamos ter sido melhores se a nossa peça tivesse uma área maior de contato, mas dentro do que tínhamos disponível ficamos satisfeitos. Maior que isso, o conhecimento adquirido foi de grande valor e ainda nos rendeu o posto de 3º colocado.

Conceitos

Entre os conceitos presentes no funcionamento do guindaste com eletroímã, temos: Força elétrica, aparece no momento em que conectamos a pilha nos pólos do fio de cobre. Força de Atração, ocorre quando materiais ferromagnéticos são aproximados do eletroímã (neste caso, os clipes). Campo Magnético, gerado no momento que a pilha é conectada aos fios, devido a corrente elétrica gerada nas espiras. Condução Elétrica, devido a passagem de elétrons através de um material condutor (fio de cobre). Tensão Elétrica, gerada em virtude da diferença de potencial elétrico de um pólo ao outro do eletroímã. 

Esboço

Como podem ver na figura a esquerda, o funcionamento do eletroimã é muito simples. A base toda feita em madeira, com o fio de varal sustentando a pilha, que por sua vez está ligada a peça. Como a possibilidade de levantarmos alguns quilos de clips, e também para não tombar, embaixo da madeira é possível encontrar uma anilha de 5kg. Os softwares disponíveis no momento para desenho não são muito apropriados, por isso a fraqueza nos detalhes.

Dificuldades

A grande dificuldade de construir o eletroimã é definir qual peça será utilizada. Depois de algumas pesquisas a respeito de materiais ferromagnéticos fomos a procura destes, mas nem sempre são encontrados com tanta facilidade. Muitas vezes o custo ficaria muito alto, o que nos fez recorrer para alternativas mais viáveis; por isso optamos em trabalhar com aço 1010 - já que tivemos acesso a vergalhões de construção civil e algumas peças utilizadas na produção de transformadores. Outro problema é o formato da peça encontrada, pois devemos balancear o diâmetro, a área de contato, afim de obtermos o máximo de rendimento.

Material - Pt IV

Levando em conta o acesso ao material, custo e facilidade no manuseio, optamos por fazer a base toda ela em madeira. Não buscamos alternativas mais sofisticadas, já que não é um fator que vá interferir no funcionamento do eletroimã.

Outro material que será utilizado é o conhecido fio de varal. Ele que será responsável pelo movimento vertical da peça, e basicamente é constituído de um cabo de aço central, coberto por PVC.

Material - Pt III

Pesando vários fatores: custo, meio ambiente, rendimentos; chegamos a conclusão que a melhor fonte de alimentação a ser usada é uma pilha recarregável. Atualmente existem vários modelos, chegando a uma corrente nominal de até 2500mA, além de conterem elementos químicos menos nocivos a natureza e diminuindo o custo total. Mais pra frente, postaremos o modelo exato da pilha a ser usada, mas podemos adiantar que são recarregáveis NiMH, pois apresentam melhor desempenho comparadas as de niquel-cádmio e não criam o famoso "efeito memória".
Definido: Usaremos pilha recarregável SONY 2300 mAh

Material - Pt II

Atualmente, um dos materiais mais encontrados no mercado de transformadores, motores, reatores, etc. são os fios e cabos de cobre. Uma das razões é o fato desse elemento pertencer a mesma família do ouro e da prata, todos com bos características elétricas; e baseado em fatores como esse, o fio utilizado no eletroímã será o de cobre esmaltado.

Algumas questões estão sendo levantadas até a decisão de qual bitola utilizar, já que um fio muito grosso diminui o número de espiras possíveis, dificulta o manuseio e encarece financeiramente o projeto; e por outro lado, algo muito fino possui resistência elevada. 

Material - Pt I

Pesquisando um pouco mais sobre materiais ferromagnéticos para ser utilizados em nosso eletroímã, concluímos que uma boa opção acessível são as barras de aço utilizadas na construção civil. Quanto mais puro o aço, ou seja, menor o teor de carbono possível, mais próximo ele se aproxima de um "ferro com impurezas". Por ficou decidido que nossa peça será um pedaço de aço doce (SAE 1010), na qual estamos trabalhando para dobrá-lo em forma de U - formato que aumenta a capacidade do eletroímã.
Definido: Usaremos uma placa de aço 1020 pois obtivemos resultados melhores comparados ao vergalhão, que não pode ser dobrado.

Objetivo

  O objetivo do trabalho é estudar as condições necessárias e realizar a construção de um eletroímã (sustentado por um guindaste) capaz de atrair centenas de clips. Para que isso seja realizado será necessário um estudo sobre as variáveis que influenciam na eficiência da peça,  tais como: material do eletroímã, características do fio, quantidade e largura das espiras, fonte geradora de energia - mesmo que limitada a 1,5V, entre outros.

Integrantes

* César Augusto

* Fernando Presotto

* Franklin Bossolani

* J. Renato Silva

* Kleiton Bernardo

* Marcelo Almeida

* Márcio Demontriê

3º Engenharia Mecatrônica na Faculdade Anhanguera . 

Profº Maurício Ruv Lemes