Fornos De Inducao Magnetica

INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Antes de mais nada, seria interessante lembrar que os modelos de carga e dipolo magnético foram estabelecidos ao final do século XIX e início do século XX ( o spin eletrônico foi “identificado” nos meados dos anos 30-século XX). Desta maneira, apesar dos fenômenos elétricos e magnéticos serem conhecidos dede a antiguidade, correram alguns séculos até possuirmos um modelo convincente; sendo assim não devemos estranhar se demoramos algum tempo para assimilá-los, ainda mais que a eles vêm acrescidos os conceitos de Campo Elétrico e Magnético.

E apesar dos fenômenos serem conhecidos desde a antiguidade, até o século XIX não havia correlação entre os fenômenos elétricos e magnéticos. Experimentos feitos por Oersted e Ampère mostraram de maneira definitiva a relação entre eles. Posteriormente (ou quase concomitantemente) Faraday e Maxwell estabeleceram em definitivo as leis básicas do eletromagnetismo.

OBJETIVOS

Verificar experimentalmente a lei de Faraday, analisar em que condições ocorre a indução eletromagnética e verificar a veracidade da lei de Lenz.

INTRODUÇÃO

As linhas de indução magnética ou linhas de força ou linhas de campo aparecem quando temos um ímã ou um dispositivo onde circula corrente. Nos exemplos abaixo podemos vê-las:

Na ilustração acima temos uma espira circular, percorrida por corrente, em sentido anti-horário e dois imãs, em lugar de cargas temos pólos magnéticos e nunca os encontramos isoladamente (sempre dois pólos). Podemos ver as linhas de indução passando de baixo para cima dentro da espira equivalendo as linhas saindo do pólo norte e entrando no pólo sul. Quando estas linhas atravessam uma área, como no caso, falamos em fluxo (tal como fluxo de água em cano ou de veículos em rua). O fluxo na figura é constante no tempo, pois a corrente é constante.

Vejamos outro exemplo:

Temos agora um solenóide percorrido por corrente. O fluxo magnético é muito semelhante às linhas de fluxo num ímã. Observe estas linhas dentro e fora do solenóide. Como o fluxo se relaciona à área e ao número de linhas que a atravessa, ele é muito mais intenso no interior do solenóide.

Mas vamos supor que a corrente não seja constante, em nenhum dos dois exemplos. O fluxo também não seria constante. Pense, por exemplo, se a corrente fosse uma função do tempo. O fluxo também seria, pois em última análise, o fluxo depende diretamente da corrente.

Faraday descobriu que, quando, num circuito fechado, ocorre variação do fluxo magnético com o tempo, surge neste circuito uma força eletromotriz induzida (tal qual uma fonte real- pilha, por exemplo). E o que é mais incrível: neste circuito haverá uma corrente e terá linhas de indução, sem ter qualquer fonte eletromotriz ligada ao circuito!

Podemos dizer que, o grande desenvolvimento industrial, e consequentemente das cidades e seus serviços, adveio desta descoberta.

De forma matemática, podemos escrever esta lei da seguinte forma:

-dΦB/dt = ε (ΦB = B.A = FLUXO MAGNÉTICO)

B = medida da intensidade do campo magnético na região das espiras

A = área total das espiras que são atravessadas pelas linhas de campo magnético

Esta equação simples é conhecida como Lei de Faraday. Temos que mencionar aqui Lenz, que lembrou a Faraday que "o sentido da força eletromotriz induzida sempre era aquele que contraria a variação do fluxo". Se você pensar bem, este raciocínio de Lenz nada mais é do que a maior lei da natureza: tudo tende ao estado de equilíbrio! O sinal negativo na lei de Faraday expressa isto.

Para investigar este fenômeno iremos utilizar imãs, bobinas e multímetros. A prática será mais demonstrativa.

PROCEDIMENTOS.

1) No primeiro experimento utilizaremos apenas um imã, duas bobinas e um multímetro de zero central. Ligando-se diretamente a bobina (600 espiras) ao multímetro:

a) Com o imã em repouso sobre a bobina, o que se observa?

b) Introduzindo-se um dos pólos na bobina, o que se observa?

c) Retirando-se o pólo? Movimentado-se a bobina em lugar do imã?