Indução Eletromagnética

1- INTRODUÇÃO

Durante a década de 1830, diversas experiências foram realizadas relacionando eletricidade e magnetismo e uma das principais experiências foi sobre a indução magnética realizadas por Michael Faraday, na Inglaterra e por Joseph Henry nos Estados Unidos. Graças a essas descobertas, foi possível construir aparelhos que funcionam através da indução eletromagnética e que transformam energia mecânica em energia elétrica. (Young, Ed. 12ª. São Paulo, 2009)

Chama-se indução eletromagnética ao fenômeno pelo qual aparece corrente elétrica num condutor, quando ele é colocado num campo magnético e o fluxo que o atravessa varia. (Young, Ed. 12ª. São Paulo, 2009)

A indução eletromagnética existe todas as vezes que varia o fluxo magnético que atravessa um condutor. Na prática essa variação do fluxo é obtida por vários processos. 1º - Indução numa bobina com deslocamento de imã. 2º - Indução numa bobina produzida por outra bobina. 3º - Indução num condutor retilíneo movendo-se em campo uniforme. (Young, Ed. 12ª. São Paulo, 2009)

A principal aplicação da Indução Magnética, ou Eletromagnética, é a sua utilização na obtenção de energia. Atualmente todas as usinas geradoras de energia elétrica utilizam os estudos de indução como forma de trabalho já que é uma forma eficiente e tem diversas formas de ser posta em prática. (Young, Ed. 12ª. São Paulo, 2009)

Outro grande uso deste ramo da física é no desenvolvimento de transformadores e autotransformadores, que estão cada vez mais aprimorados e sua utilização já é fundamental em quase todas as grandes indústrias. (Young, Ed. 12ª. São Paulo, 2009)

2- OBJETIVOS

Este relatório tem por objetivo discutir sobre a indução eletromagnética e mostrar as suas aplicações, e também os conceitos e aplicações das leis de Faraday e de Lenz, voltado mais para a parte teórica.

3- LEI DE FARADAY

Experimentos feitos por Michael Faraday na Inglaterra, em 1831, e, no mesmo ano, mas de forma independente, por Joseph Henry, nos Estados Unidos, mostraram que uma fem pode ser induzida em um circuito por um campo magnético variante. Os resultados desses experimentos levaram a uma lei bastante básica e importante do eletromagnetismo, conhecida como a lei da indução de Faraday. Uma fem (e, portanto uma corrente também) pode ser induzida em vários processos que envolvem uma mudança em um fluxo magnético. (Jewett, Jr., John, W. 8ª edição, vol. 3)

Faraday é geralmente visto como o maior cientista experimental do século XIX. Suas maiores contribuições ao estudo da eletricidade incluem a invenção do motor elétrico, gerador elétrico e transformador, assim como da indução eletromagnética e as leis de eletrólise. Amplamente influenciado pela religião, ele se recusou a participar do desenvolvimento de gás venenoso para os militares britânicos. (Jewett, Jr., John, W. 8ª edição, vol. 3)

A lei de Faraday-Neumann relaciona a força eletromotriz gerada entre os terminais de um condutor sujeito à variação de fluxo magnético com o módulo da variação do fluxo em função de um intervalo de tempo em que esta variação acontece, sendo expressa matematicamente por:

O sinal negativo da expressão é uma consequência da Lei de Lenz, que diz que a corrente induzida tem um sentido que gera um fluxo induzido oposto ao fluxo indutor.

Corta-circuito em caso de falha na terra é um dispositivo de segurança interessante que protege contra choques usuários de aparelhos elétricos. Sua operação utiliza a lei de Faraday. (Jewett, Jr., John, W. 8ª edição, vol. 3)

Outra aplicação interessante da lei de Faraday é a produção de som em uma guitarra elétrica, a bobina, neste caso, chamada bobina de captação, é posicionada próxima da corda vibrante da guitarra, feita de metal magnetizado. Um imã permanente dentro da bobina magnetiza a parte da corda mais perto da bobina. Quando a corda vibra com alguma frequência, seu segmento magnetizado produz um fluxo magnético variante na bobina, que, por sua vez, induz uma fem na bobina que é alimentada por um amplificador. A saída para o amplificador é enviada para os alto-falantes, que produzem as ondas sonoras que ouvimos. (Jewett, Jr., John, W. 8ª edição, vol. 3)