Indução Eletromagnética: Transporte de Energia

Gabriel Henrique Silva Magalhães                                                 RA:1673432

6º Atividade: Indução eletromagnética: Transporte de Energia EM

Material Utilizado: Fios de cobre; imãs de neodímio, Apoios.

1º Parte: Ao construir a primeira espira com fio de cobre, a posicionou de modo que ficasse livre para oscilar, como um pêndulo, e com o circuito aberto, determinou-se a polaridade do ímã de neodímio com uma bússola.

Em seguida, aproximou-se e afastou-se o ímã rapidamente próximo a espira com o circuito ainda aberto, de modo que não causou efeito de indução eletromagnética, pois o circuito estava aberto, que impossibilitou a passagem de corrente induzida.

Seguidamente, fechou-se o circuito a aproximou-se a afastou-se o ímã rapidamente próximo a espira, que ocasionou-se efeitos de indução eletromagnética.

Ao aproximar o ímã com sua face norte voltada para a espira enrolada no sentido anti horário, a espira se afastava, de modo que quanto mais velozmente se dava a aproximação, maior era o afastamento da espira com o ímã. Ao afastar o ímã com sua face norte voltada para a espira, a mesma se era atraída pelo ímã, ou seja, com o afastamento do ímã, a espira se aproximava, de modo que quanto mais velozmente era o afastamento do ímã, maior era a atração entre ambos.

Ao final da primeira parte, respondeu-se a seguinte questão:

“Use as leis do eletromagnetismo e explique o que foi observado nos dois casos de forma detalhada.”

Então, utilizando as Leis de Maxwell, os as Leis de Faraday e Lenz, é possível explicar o fenômeno observado.

pela Lei de Faraday, a variação de fluxo magnético pelo tempo é proporcional a uma força eletromotriz(fem), de modo que essa fem age como se fosse uma fonte de tensão, induzindo uma corrente em materiais condutores, como uma espira ou bobina, que pela Lei de Lenz, esta corrente induzida irá gerar um fluxo magnético contrário ao fluxo gerado pelo ímã, para conservar o fluxo magnético, ou seja, a energia magnética. Então no primeiro experimento em que o circuito estava aberto na espira, não há passagem de corrente induzida no circuito, consequentemente não há fluxo magnético induzido, e como a espira era composta por fio de cobre imantado, não houve interação magnética com o ímã.

Já no segundo experimento, o circuito estava fechado, de modo que a variação de fluxo  magnético do ímã, causava uma indução da corrente na espira que gerava um fluxo magnético contrário ao fluxo gerado pelo ímã, de modo a conservar o fluxo magnético, assim, a espira se tornava um ímã com campo magnético induzido, por isso que ao se aproximar o ímã com a face norte a espira se afastava, pois pela Lei de Faraday e Lenz, a espira com corrente induzida no sentido horário, gerava um campo magnético que diminuía o aumento do campo gerado pelo ímã, com as linhas de campo de ambos em sentidos contrários, e ambos se afastaram, ou seja, a espira se tornava um ímã com a face norte voltada para a face norte do ímã que se aproximava, causando uma repulsão mútua, repulsão causada pela conservação do fluxo magnético, ou seja, da energia magnética.

Ao afastar-se o ímã com a face norte, a espira era atraída, pois pelo mesmo príncipio da Lei de Faraday e Lenz, como as linhas de campo do ímã estava diminuindo em seu afastamento, causando uma variação de fluxo magnético, como resultado, era gerada uma indução eletromagnética na espira, com a corrente induzida no sentido anti-horário e o campo magnético induzido de forma a aumentar as linhas de fluxo magnético, com isso, havia linhas de campo entre ambos no mesmo sentido, com uma atração mútua, de modo a conservar o fluxo magnético.

2º Parte: Nesta etapa, utilizou-se a mesma configuração e aparato da primeira, com o incremento de uma segunda espira, com diâmetro maior e um segundo ímã de neodímio, no mesmo formato do primeiro. a primeira espira se manteve oscilante, mas ao invés de se manter o circuito fechado na própria espira, fechou-se o circuito com a segunda espira, com esta se mantendo fica, de modo que o primeiro ímã ficou fixo próximo a espira móvel, e o segundo ímã ficou móvel, e se aproximava e afastava da segunda espira fixa.

Ao se afastar o ímã móvel com a polaridade norte voltada para o lado direito da espira fixa enrolada no sentido horário, a espira móvel se afastava do ímã fixo que estava com o pólo norte voltado para o lado esquerdo  da espira fixa, e ao se aproximar o ímã móvel com seu pólo norte voltado para o lado direito da espira fixa, a espira móvel se aproximava do ímã fixo que estava com o pólo norte voltado ao lado esquerdo da espira móvel, com ambas as espiras enroladas no sentido horário.

Ao final, respondeu-se a seguinte questão:

“Aplique as leis do eletromagnetismo, de forma detalhada, e explique o que foi observado. É possível dizer que houve transmissão de energia de um ponto a outro do espaço? Discuta.

A partir das Leis de Faraday, Lenz e Maxwell-Ampere discutidas na primeira parte, é possível explicar o fenômeno observado e a possível transmissão de energia.

Ao conectar ambas as espiras em um circuito fechado, tinha-se a possibilidade de indução eletromagnética que envolve-se ambas as espiras, e a configuração realizada com a espira móvel próxima a um ímã fixo e a espira fixa com o ímã móvel, que se aproximava e afastava de mesma, foi possível visualizar a transferência de energia para a conservação do sistema proposto.