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Michael Faraday
"Nada é tão
maravilhoso que
não possa existir,
se admitido pelas
leis da Natureza"
Indução Eletromagnética
Conceitos e Aplicações
Definição
 Fenômeno pela qual é originada uma corrente elétrica num
condutor, quando ele é colocado num campo magnético e o
fluxo que o atravessa varia.
 Variáveis: Movimento do condutor/imã (ou ambos, desde que a
velocidade relativa entre eles não seja nula) e a Intensidade do
campo (se tiver origem em uma corrente elétrica, por exemplo)
 Princípio dos geradores elétricos modernos e eletroímãs
 Origem da corrente alternada
A experiência de Faraday
 Inspirado pelas experiências do físico dinamarquês Hans
Oersted, que descobriu a correlação entre o fluxo de
corrente elétrica e o surgimento de campos magnéticos, o
inglês Michael Faraday buscou provar experimentalmente o
princípio oposto.
 “Se as correntes elétricas produziam efeitos sobre os imãs,
os imãs deveriam produzir efeitos sobre as correntes
elétricas”
Indução numa bobina com
deslocamento de imã
 Movimento do imã > Variação no fluxo magnético
 Variações no fluxo magnético > Corrente Elétrica
 Aproximação/Afastamento > Sentido da corrente
Indução numa bobina
produzida por outra bobina
Indução num condutor retilíneo
movendo-se em campo uniforme
 Condutor retilíneo imerso num campo magnético uniforme
 Deslocamento do condutor gera corrente
Lei de Faraday
 A corrente induzida é diretamente proporcional ao fluxo
magnético (Φ) que atravessa o circuito na unidade de tempo.
 O fluxo magnético, medida da quantidade de linhas de
indução que atravessa uma superfície, é dado pelo produto
da área da superfície pelo cosseno do ângulo entre a
perpendicular da superfície e o campo magnético.
Lei de Lenz
 O sentido da corrente é o oposto da variação do campo
magnético que lhe deu origem.
 Havendo diminuição do fluxo magnético, a corrente criada
gerará um campo magnético de mesmo sentido do fluxo
magnético da fonte
 Havendo aumento, a corrente criada gerará um campo
magnético oposto ao sentido do fluxo magnético da fonte.
• Afastamento (diminuição do fluxo magnético): sentido horário.
• Aproximação (aumento do fluxo magnético): sentido anti-horário
Aplicações
 A indução eletromagnética é o princípio básico de
funcionamento dos geradores e motores elétricos, sendo
estes dois equipamentos iguais na sua concepção e
diferentes apenas na sua utilização.
 No gerador elétrico, a movimentação de uma bobina em
relação a um imã produz uma corrente elétrica, enquanto no
motor elétrico uma corrente elétrica produz a movimentação
de uma bobina em relação ao imã.
 O princípio da indução eletromagnética é também a base de
funcionamento dos eletroímãs, equipamentos que geram
campos magnéticos apenas, enquanto uma corrente elétrica
produz o efeito de indução. Uma vez desligados perdem
suas propriedades, ao contrário dos imãs permanentes.
Os eletroímãs são constituídos
por uma barra de ferro, ao redor
da qual é enrolado um condutor.
Quando passa corrente pelo
condutor, ela produz um campo
magnético; e a barra de ferro,
ficando em um campo
magnético, se imanta.
Vantagens:
1ª) para inverter os polos, basta inverter o sentido da corrente;
2ª) A imantação por corrente elétrica fornece ímãs muito mais fortes que os naturais;
3ª) O ferro tem a característica de adquirir a capacidade de imantação apenas com a passagem da
corrente elétrica. Assim, temos um ímã que só funciona quando queremos. (Nota: o aço, ao
contrário, permanece imantado mesmo quando cessa a causa da imantação).
Faça seu próprio eletroímã!
 Enrole um fio ao redor de um prego (10, 20, 100 vezes,
baseado na fórmula do solenoide quanto mais voltas mais
forte será o campo).
 Conectar cada extremidade do fio a um polo da pilha.
 Experimente aproximar uma bússola ou um objeto de aço de
uma das extremidades do prego e veja o que ocorre.
 O comportamento do prego deve ser semelhante ao de um
ímã em barra.
Resumindo...
Testando...
 Uma espira quadrada de 50cm de lado foi colocada
perpendicularmente às linhas de indução de um campo
magnético uniforme.
a. Suponha que este seja um campo magnético variável de
forma que, num intervalo de 0,5s, a intensidade B tenha
passado de 5T a 1T. Nessa situação, qual seria a força
eletromotriz induzida (fem)?
b. Supondo que a intensidade do campo permaneça constante
em 2T e a espira desloque-se horizontalmente à velocidade
2m/s, qual será a força eletromotriz induzida (fem)?
c. Calcule a corrente induzida no circuito sabendo que a sua
resistência é de 1Ω.
Indução Eletromagnética
Foram 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 Eletromagnética
Em 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
 = B A cos
Deformação de uma espira submetida a
um campo magnético provocando variação
da superfície
Lei de Faraday - Newman
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 Lenz
Lei 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
B
V
V
B
S
Vista de Cima
•
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).
e
FM
Vista de Cima
V
B
Cálculo da força eletromotriz induzida
L = 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).
e  B  L V
Exemplo
Um 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
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.
V
R= 2
B
B= 101T
B
Solução
A
Sentido
real
Sentido
convencional
V
R= 2
B
B= 101T
B
Solução
A
Sentido
convencional
R= 2
B  101T

Dados L  30cm  3  101 m
V  10 m s

e
FM
B
B= 101T
e  B  L V  101  3  101  10
e  0,3volt
V
B
e  0,3V
Dados 
R  2
e
0,3

R
2
i  0,15A
i 
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