Indução Magnética Fluxo Magnético

Introdução
• Em 1820, Oersted: “eletricidade cria magnetismo...”
Indução Magnética
 Fluxo Magnético através de uma espira
 Indução Magnética em circuitos fechados
 Lei de Faraday, Neumann e Lenz
Experiência
• Em 1834,
– Faraday: “Será que magnetismo cria eletricidade
(d.d.p.)?”
– Lenz: “Será que magnetismo cria eletricidade
(corrente)?”
Experiência de Faraday
• Se o ímã fica em repouso em
relação à bobina, a
eletricidade não se manifesta.
• Temos então que a
VARIAÇÃO do magnetismo
gera eletricidade.
• Faraday notou que, ao movimentar um ímã próximo de
uma bobina ligada a uma lâmpada, esta acendia, indicando
a existência de d.d.p. e corrente.
Fluxo Magnético
Fluxo Magnético
 Uma nova grandeza física
 Mede a densidade de linhas de indução que atravessam
uma espira condutora
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Fluxo Magnético Através de uma Espira
Fluxo Magnético Através de uma Espira
Φ  B.A.cos θ
•
•
•
•
Retomando
Φ é o fluxo magnético através da espira, em weber (Wb)
B é o módulo do vetor campo magnético, em tesla (T)
A é a área da espira, em (m2)
θ é o ângulo entre o vetor campo magnético (B) e o
vetor normal á espira (n)
Indução Magnética em Condutores
Se um condutor é submetido a uma variação
de fluxo magnético, haverá nele uma força
eletromotriz induzida, cujo valor depende
da rapidez da variação do fluxo magnético.
Portanto:
• Variação do fluxo magnético através de uma espira causa
aparecimento de d.d.p. em um condutor.
Força Eletromotriz Induzida:
Lei de Faraday
ε
Δ
Δt
Indução Magnética em Circuitos Fechados
Lei de Lenz
Se um circuito fechado é submetido a uma
variação de fluxo magnético, haverá nele
uma corrente elétrica induzida, cujo sentido
e intensidade depende dessa variação do
fluxo magnético.
Portanto:
• ε é a força eletromotriz induzida, em volts
• IΔΦI é a variação fluxo magnético, em webers
• Δt é o intervalo de tempo, em segundos
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Lei de Lenz
Interpretando a Lei de Lenz
“Os efeitos da força eletromotriz induzida tendem a se
opor às causas que lhe deram origem (princípio da
ação e reação).”
O movimento da espira provoca uma variação do fluxo
magnético no seu interior o que produz a corrente
induzida, que, por sua vez, atuará no sentido de se opor
ao movimento.
“O sentido da corrente elétrica induzida é tal que se
opõe á variação de fluxo que a produziu”
Resumindo a Lei de Lenz
Resumindo a Lei de Lenz
i
v
v
Bespira
Bespira
S
N
N
S
Bimã
Bimã
v
i
v
Bespira
S
N
Bimã
i
Bespira
N
S
Bimã
i
Resumindo a Lei de Lenz
Portanto: se aproximarmos ou afastarmos a espira, o
movimento será sempre freado pela ação da corrente
induzida (OPOSIÇÃO MAGNÉTICA).
Força Eletromotriz Induzida:
Lei de Faraday
Δ
ε
Δt
• O sinal negativo é relativo à lei de Lenz.
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Por que isso ocorre?
Continuando...
Isso ocorre para que o princípio da conservação de
energia seja satisfeito. Caso fosse diferente, quando
empurrássemos o pólo norte em direção à espira e
aparecesse um pólo sul em sua face, bastaria um leve
empurrão e pronto, teríamos um movimento perpétuo.
O ímã seria acelerado em direção à espira, ganhando
energia cinética e ao mesmo tempo surgiria energia
térmica na espira.Ou seja, estaríamos obtendo alguma
coisa em troca de nada. A natureza não funciona desse
jeito.
Então sempre experimentamos uma força de
resistência ao mover o ímã, isto é, teremos de
trabalhar. Quanto maior a velocidade, maior será a
corrente induzida e, conseqüentemente maior a taxa
de calor dissipada na bobina. O trabalho será
exatamente igual à energia térmica que aparece na
bobina.
Condutor em movimento dentro de um
campo magnético
Faraday - Neumann
 Indução em condutores em movimento
 Força eletromotriz em condutores
 Sentido da corrente
Consideremos um condutor metálico, movimentando-se com
velocidade V, perpendicularmente às linhas de indução de um
campo magnético B.
V
B
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).
B
e
FM
V
Vista de Cima
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