Demonstração didática da interação entre correntes elétricas

Abstract

Apresentamos a primeira experiência crucial de Ampère mostrando a interação entre dois fios metálicos conduzindo correntes elétricas. Discutimos sua importância na história da física. Descrevemos uma reprodução moderna dos procedimentos e observações de Ampère com materiais de baixo custo. Palavras-chave: Ampère, força de Ampère, eletrodinâmica, história da física, materiais de baixo custo.We present the first crucial experiment by Ampère that shows the interaction of two metallic wires carrying steady currents. We discuss its importance in the history of physics. We also present a modern reproduction of the procedures and observations of Ampère with low cost materials. Keywords: Ampère, Ampère's force, electrodynamics, history of physics, low cost materials. IntroduçãoUm dos fenômenos mais simples e intrigantes que podemos observaré a interação entre doisímãs, ou entre umímã e um material ferromagnético. Estes corpos agem um sobre o outro a uma certa distância entre eles. Esta interação pode ser através de forças de atração e repulsão ou, então, através de torques que tendem a girar ou a orientar estes corpos espacialmente. Este fenômeno já era conhecido desde a antiguidade.E bem conhecido que Hans Christian Oersted (1777-1851) descobriu em 1820 uma nova classe de fenômenos, a saber, a interação entre umímã e um fio com corrente constante. O trabalho descrevendo sua descoberta já se encontra traduzido para o português [1]. Uma reprodução didática desta experiência realizada com materiais de baixo custo encontra-se na Ref. [2]. Este foi o início da ciência do eletromagnetismo, ou seja, do ramo que estuda a interação entre condutores conduzindo correntes elétricas e osímãs.Tambémé apresentado nos livros didáticos que André-Marie Ampère (1775-1836) mostrou em 1820, ao explorar a experiência fundamental de Oersted, que dois longos fios retilíneos, paralelos entre si, se atraem (se repelem) caso conduzam correntes constantes no mesmo sentido (em sentidos opostos). Esta montageḿ eàs vezes chamada de balança de corrente. Este novo ramo da física de interação entre correntes elétricas, sem haver necessariamente a presença ou influência de outrosímãs, foi denominado por Ampère de eletrodinâmica [3]. Por outro ladoé bem menos conhecido que a descoberta que levou Ampère a esta nova classe de fenômenos foi a observação inédita de que dois circuitos em forma de duas espirais metálicas, com seus planos paralelos e com seus eixos alinhados, se atraem ou se repelem dependendo das direções das correntes que as atravessam. Neste sentido as espirais se comportam como osímãs usuais. Neste artigo vamos discutir esta experiência crucial de Ampère e sua relevância histórica.Já foram propostas na literatura científica algumas sugestões de experiências didáticas visando demonstrar a interação entre correntes elétricas e simulando a balança de corrente também proposta por Ampère. Para estas montagens atingirem seu objetivo, que consiste na observação da interação entre correntes paralelas, usualmente os valores das correntes elétricas t...

Escrevendo o “Livro da Natureza” na linguagem da matemática: A lei de Ampère

“…A seção 2é introdutória e contextualiza as pesquisas de Ampère; ele observou o fenômeno da atração entre duas bobinas, no decurso de outros estudos (Refs. [10,11]). Na seção 3, discutimos os experimentos auxiliares, ressaltando seus objetivos.…”

Sobre as experiências relativas à imantação do ferro e do aço pela ação da corrente voltaica: uma tradução comentada do artigo escrito por François Arago

“…Este foi o primeiro experimento feito por Ampère para demonstrar a interação entre correntes elétricas [9]. Pode-se facilmente demonstrar seus efeitos por meio de uma montagem didática simples, proposta em [10]. Uma versão para a língua inglesa desta sugestão experimental didática pode ser encontrada na Ref.…”

“…François Arago, adepto da concepção de Ampère, publica também no ano de 1820, nos Anais de Química e de Física, 10 um trabalho intitulado Experiências relativasà imantação do ferro e do aço pela ação da corrente voltaica 11 [14]. Tendo em vista a importância deste trabalho, apresentaremos aqui, sua tradução comentada.…”

“…Ao fazer passar uma corrente elétrica pela espiral, elaé fortemente atraída ou repelida pelos polos de umímã. Ao substituir oímã por outra espiral, obtêm-se as mesmas atrações e repulsões agindoà distância, dependendo do sentido no qual as espirais são enroladas e o sentido da corrente elétrica que circula pelas espirais [9, p. 207]; [10]; [11].…”

Construção de um gaussímetro de baixo custo

“…A importância do laboratório didático para o ensino de física vem sendo enfatizada por vários autores, sendo que as discussões desses trabalhos giram em torno dos objetivos pedagógicos do laboratório [1][2][3] ou de propostas para experimentos, demonstrações e construção de instrumentos de medidas de baixo custo [4][5][6]. Apesar dos diferentes enfoques dados ao laboratório didático, podemos dizer, a partir da análise dos trabalhos publicados sobre o tema, que há uma influência positiva das atividades de laboratório na aprendizagem significativa de conceitos que são trabalhados nas aulas teóricas.…”