Eletricidade Aplicada

Resumo

A proposta do trabalho trata-se da construção de um gerador elétrico caseiro baseado na variação do fluxo magnético provocando o aparecimento de uma corrente induzida na espira (fio de cobre esmaltado), isto é, a geração de uma voltagem.

 

Introdução

A aplicação de soluções para motores de diversas formas de conversão de energia marca um estudo contínuo e promissor para a área da mecânica. É certo que hoje temos várias maneiras de geração de energia, seja ela por queima de combustível fóssil ou a conversão de energia mecânica gerado pela movimentação de turbinas através da ação de forças da natureza.

De modo geral uma corrente elétrica criada é a ordenação do movimento das partículas ao longo de um corpo. Sabemos que no estado natural essas partículas encontram-se livres, e sua movimentação depende das condições térmicas. Quando o corpo é induzido eletricamente gera uma movimentação comum entre essas partículas que passam a seguir uma mesma direção. Essa habilidade se dá pelo fato de haver ou não partículas que podem ser eletrizadas nesse corpo.

O espaço que sofre força elétrica é chamada de campo elétrico, isso ocorre por ação das partículas elétricas (elétrons, prótons) e corresponde ao espaço que essas partículas possam agir livremente.

Os campos elétricos possibilitam a diferença de potencial que é a diferença do fluxo das partículas eletrizadas entre um pólo e outro, essa movimentação é chamada de tensão e é justamente ela que provoca esse deslocamento das partículas.

Fundamentação Teórica

Michael Faraday (1791-1867)  foi um cientista inglês, que, por não possuir conhecimento de matemática avançada, realizou trabalhos essencialmente experimentais. Publicou diversos trabalhos sobre Eletromagnetismo.

Analisando o experimento do esquema abaixo Faraday chegou a seguinte observação:

[pic 1]

Imagem 1 -

Sempre que ocorria um movimento relativo entre o ímã e a espira, independentemente de qual parte se movimentava, surgia uma corrente elétrica, que foi chamada de corrente induzida, na espira. A variação do fluxo magnético ao longo da espira gera o aparecimento de uma corrente induzida na espira, o que é equivalente a uma voltagem.

Em 1833, Heinrich F. E. Lenz observou que a corrente induzida no circuito gera um fluxo magnético, tal que, ele se opõe a variação de fluxo magnético que gerou essa corrente, essa observação é chamada de Lei de Lenz. Dessa forma a espira tende a repelir o imã quando está se aproximando e atrair o imã quando se está afastando, de forma que o movimento sempre será freado pela ação de corrente induzida.

[pic 2]

Imagem 2 -

Conhecido esse fenômenos a força eletromotriz induzida em uma espira pela variação do fluxo eletromagnético é dado pela Lei de Faraday-Lenz:

[pic 3]

Onde temos:  corresponde à variação do fluxo eletromagnético e variação do tempo;[pic 4][pic 5]

Protótipo

Como experimentação da Lei de Faraday-Lenz faremos um imã percorrer uma espira de fio de cobre esmaltado induzindo uma variação do campo magnético e assim uma tensão suficiente para acender LED’s.

Materiais e Métodos

Fio de Cobre Esmaltado 23 ou 30 AWG;[pic 6]