Indução EletromagnéticaForam as experiências de Oersted que permitiram concluir que as correntes elétricas criam campos magnéticos. Colocou-se naturalmente a questão contrária: pode um campo magnético induzir uma corrente elétrica?Em 1831 Faraday descobriu que movimentando o magnete relativamente a um circuito induzia uma corrente elétrica no circuito. O mesmo acontece quando se movimenta o circuito relativamente ao magnete ou se deforma o circuito.Esta corrente é induzida pela variação do fluxo de indução magnética através do circuito. Falamos de um processo de indução eletromagnética.

Indução EletromagnéticaEm todos os exemplos seguintes vai haver uma variação com o tempo do fluxo de um campo magnético uniforme através do circuito indução eletromagnética.

Aumento da área do circuito deslocando um condutor em contacto com um circuito em U

Espira a rodar num campo magnético

Deformação de uma espira submetida a um campo magnético provocando variação da superfície

= B A cos

A força eletromotriz induzida (fem) em um circuito fechado é determinada pela taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o circuito.

ε = - /t

Lei de Faraday - Newman

Lei de LenzLei de Lenz: a f.e.m. induzida e a corrente induzida surgem com um sentido que se opõe à variação que as provocou.A corrente induzida vai gerar um fluxo de indução magnética que se vai opor à variação de fluxo de indução magnética que a gerou.

Quando a barra se move para a espira, o fluxo magnético através da espira aumenta. A corrente aí induzida cria um campo magnético (a tracejado) cujo fluxo se vai opor ao aumento de fluxo magnético através da espira (provocado pelo movimento da barra).

Transformador• Um transformador é um dispositivo para modificar tensões e correntes alternadas sem perda apreciável de potência.• Um transformador simples é constituído por dois enrolamentos em torno de um núcleo de ferro. O enrolamento que recebe a potência é o primário, o outro o secundário.

Condutor em movimento dentro de um campo magnético

Consideremos um condutor metálico, movimentando-se com velocidade V, perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético B.

N

S

B

V

B

Vista de Cima

V

• Podemos então dizer que existe uma diferença de potencial entre as extremidades do condutor. A essa ddp damos o nome de força eletromotriz induzida (e ou fem).

BVista de Cima

Ve

FM

Cálculo da força eletromotriz induzidaL = comprimento do condutor dentro do campo magnético (metros);B = intensidade do campo magnético uniforme (tesla);V = velocidade de deslocamento (m/s); V perpendicular a B ;e = força eletromotriz induzida (volts).

VLBe

ExemploUm condutor AB de comprimento 30cm move-se em um plano horizontal apoiado em dois trilhos condutores que estabelecem um circuito conforme a figura a seguir. O condutor é arrastado pelos trilhos com velocidade constante igual a 10m/s.

A

B

V

B

R= 2

B= 101T

Assim determine:a) o sentido convencional da corrente no condutor AB;b) a fem induzida no condutor;c) a intensidade da corrente que percorre o condutor.

Solução

A

B

V

B

R= 2

B= 101T

Sentido convencional

Sentido real

Solução

A

B

V

B

R= 2

B= 101T

e

FM

Sentido convencional

volte

VLBe

smV

mcmL

TB

Dados

3,0

1010310

10

10330

10

11

1

1

AiRe

i

R

VeDados

15,023,0

2

3,0

Aplicação da indução eletromagnética

• O gerador de energia elétrica:

Auroras boreal e austral

GARRAFA MAGNÈTICA

CINTURÃO DE VAN ALLEN

CINTURÃO DE VAN ALLEN

AURORA BOREAL