LEIS FÍSICAS

Leis

A conversão de energia elétrica, para mecânica ou de mecânica para elétrica, resulta de dois fenômenos explicados pela lei da indução eletromagnética:

1- Quando um condutor se move no seio de um campo magnético, é induzida

uma f.e.m. no condutor. Lei de Faraday.

2- Quando um condutor percorrido por uma corrente elétrica, é colocado no

seio de um campo magnético, fica sujeito a uma força mecânica de

deslocamento. Lei de Laplace.

Lei indução eletromagnética: Lei de Faraday

Faraday verificou que através do movimento relativo entre um campo

magnético e um condutor de eletricidade, era possível gerar uma tensão eléctrica.

Faraday chamou a esta tensão f.e.m. induzida, porque apenas ocorria quando havia

movimento relativo entre o condutor e o campo magnético, sem qualquer contacto

"físico" entre eles. Matematicamente a lei de Faraday é expressa por:

e



em que e é o valor da f.e.m. induzida no condutor, que está sujeito à variação de

fluxo magnético no tempo. No caso das máquinas rotativas, a variação de fluxo é obtida por deslocação relativa entre o condutor e o campo magnético. No caso dos

transformadores, máquinas estáticas, a variação de fluxo deve-se à variação

sinusoidal da corrente de excitação.

Uma expressão deduzida da anterior, especialmente utilizada em situações de

movimento linear, é:

e = -B | l ^ v

onde B, l e v (Indução, comprimento do condutor e velocidade) são mutuamente

perpendiculares, como se pode verificar na figura. Então e = B.l.v

Imagem: Ilustração da Lei de Faraday

A polaridade da f.e.m. induzida pode ser determinada pela regra dos três dedos da mão esquerda. O polegar indica o sentido do campo magnético, o indicador o

sentido do movimento e o médio aponta a polaridade positiva da f.e.m. induzida. A

lei de Faraday é normalmente associada à ação geradora do funcionamento das

máquinas eléctricas.

Leis da Indução Eletromagnética. Lei de Lenz

A lei de Faraday corresponde apenas a um dos efeitos eletromecânicos, que

relaciona a força mecânica aplicada ao condutor, com o campo magnético.

Repara-se que o movimento do condutor no campo magnético, é o resultado de uma força mecânica (trabalho) aplicada ao condutor.

A energia elétrica produzida pela indução eletromagnética, requer pois, um

dispêndio de energia mecânica de acordo com a lei da conservação de energia. A

energia inerente aos fenómenos da indução eletromagnética, não é fornecida pelo

campo magnético, como se poderia supor, uma vez que este não se altera nem se

anula durante o processo.

Os sentidos da f.e.m. e da respectiva corrente induzida no condutor, estão

relacionados, e são definidos, pela variação do fluxo que a induz. Esta relação entre

o sentido da f.e.m. e o sentido do fluxo é estabelecida pela lei de Lenz, que diz que

uma f.e.m. induzida fará com que a corrente que circula num circuito fechado,

apresente sempre um sentido tal, que o seu efeito magnético se oporá à variação que

a produziu. Este fenómeno está representado na expressão de Faraday da f.e.m.

induzida, pelo sinal "-" (menos).

Imagem: Ilustração da Lei de Lenz

A formulação