Por que isso acontece? Quer detectar metal? Ah, não sei… talvez você queira encontrar ouro no solo. Você pode desenterrar toda a sujeira ou encontrar rachaduras. antes Você está cavando. Ou talvez você esteja procurando um meteorito metálico enterrado. Você também pode usar um detector de metais para encontrar seu anel perdido na praia. Esses dispositivos são muito úteis.
Mas você sabe como eles funcionam? ah! Se você pensar bem, não é óbvio. Existem muitos tipos diferentes de detectores, mas todos utilizam a mesma física interessante dos campos elétricos e magnéticos. Vamos dar uma olhada?
Vá com o fluxo
Primeiro, o que torna o metal diferente de outros materiais? Todos os objetos sólidos são compostos de átomos, cada um dos quais com elétrons carregados negativamente circulando em torno de um núcleo positivo. Em não metais, como plástico e vidro, os elétrons estão principalmente presos aos seus átomos originais.
No entanto, em metais como o cobre, os elétrons externos são livres para circular e são compartilhados por todos os átomos. É por isso que a eletricidade pode fluir através do metal. Quando um campo elétrico é aplicado, ocorre um fluxo de elétrons em uma direção específica, que é chamada de corrente elétrica. Os metais são condutores.
Lei de Faraday
Então, como criamos um campo elétrico? A maneira mais simples é adicionar elétrons a um objeto metálico, transmitindo uma carga à sua superfície. Isto é o que a bateria faz. Mas obviamente isso não servirá aos nossos propósitos. Para encontrar o metal é preciso aproximar-se do metal, o que não faz sentido.
Mas há outro caminho a percorrer. que mudanças no campo magnético Também cria um campo elétrico. Este é o conceito básico da lei de Faraday. Se você mover um ímã perto de um condutor metálico, esse movimento criará um campo magnético variável, que por sua vez criará um campo elétrico. Quando esse campo elétrico está em um metal, boom: ocorre um fenômeno chamado correntes parasitas.
e vice-versa
Acontece o contrário também. Assim como um campo magnético variável cria uma corrente elétrica, uma corrente elétrica cria um campo magnético. Lembra daquele antigo projeto de feira de ciências em que você enrolava um fio em um prego de metal e conectava a ponta a uma bateria? À medida que o suco flui, suas unhas tornam-se temporariamente magnéticas, permitindo que você pegue um clipe de papel.
Mas, como acabamos de ver, não requer baterias. A mudança do campo magnético cria correntes parasitas no metal, e essas correntes parasitas criam seus próprios campos magnéticos. espere! É ainda mais louco. Como essas correntes parasitas criam campos magnéticos, haverá uma interação entre o metal e o material que cria um campo magnético variável.
Agora você está pronto para usar seu primeiro detector de metais muito simples. Para criar um campo magnético variável, usaremos um ímã em movimento. Na demonstração abaixo, um ímã é colocado em uma moeda e puxado rapidamente. O movimento cria correntes parasitas na moeda, e essas correntes criam um campo magnético que interage com o ímã. ver? A moeda sobe.
