Um guindaste eletromagnético de um ferro-velho é capaz de levantar toneladas de sucata, dependendo da intensidade da indução em seu eletroímã. O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, sendo geralmente construído enrolando-se um fio condutor ao redor de um núcleo de material ferromagnético (ferro, aço, níquel, cobalto). Para aumentar a capacidade de carga do guindaste, qual característica do eletroímã pode ser reduzida?

Passo 1

Vamos analisar o problema: Temos um guindaste eletromagnético que levanta sucata usando um eletroímã. A capacidade de carga desse guindaste depende da intensidade da indução magnética gerada pelo eletroímã. Para resolver essa questão, vamos precisar entender os conceitos de eletromagnetismo, especificamente como a corrente elétrica e o número de voltas no enrolamento influenciam o campo magnético de um eletroímã.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar que um eletroímã gera um campo magnético quando uma corrente elétrica passa por um fio enrolado em torno de um núcleo de material ferromagnético, como ferro. A intensidade do campo magnético $ B $ é diretamente proporcional ao produto do número de voltas $ N $ do fio e à corrente elétrica $ I $ que passa por ele, conforme a fórmula:
B
onde:
  • $ \mu $ é a permeabilidade magnética do núcleo,
  • $ l $ é o comprimento do núcleo.

Passo 3

Para aumentar a capacidade de carga do guindaste, queremos aumentar a intensidade do campo magnético $ B $. Segundo a fórmula, podemos fazer isso aumentando $ N $ (número de voltas) ou aumentando $ I $ (corrente elétrica). No entanto, a pergunta nos pede para identificar qual característica pode ser reduzida para aumentar a capacidade de carga.

Passo 4

Observando a fórmula, se quisermos aumentar $ B $ sem alterar $ N $ ou $ I $, podemos reduzir o comprimento $ l $ do núcleo do eletroímã. Reduzindo $ l $, o denominador na fórmula diminui, aumentando assim a intensidade do campo magnético $ B $.

Passo 5

Reduzindo o comprimento do núcleo, diminuímos a “relutância” magnética, que é uma medida da resistência do material ao fluxo magnético. Menor relutância significa que o campo magnético é mais intenso para a mesma quantidade de corrente e número de voltas.

Resposta

Para aumentar a capacidade de carga do guindaste, pode-se reduzir o comprimento do núcleo do eletroímã.

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