EM - ELETROMAGNETISMO Prof. Eduardo Calsan Depto. de Elétrica EN/TN/MC/AI EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Força eletromotriz induzida (f.e.m.i.): analisando um condutor retilíneo em movimento no interior de um campo magnético uniforme, de forma que as direções do condutor, da velocidade e do campo magnético sejam perpendiculares entre si, duas a duas Com o movimento do condutor, os elétrons no interior do mesmo ficam sujeitos a ação de uma força magnética, provocando o deslocamento destes elétrons livres para uma das extremidades. Assim, os extremos do condutor ficam eletrizados com cargas de sinais opostos, estabelecendo-se uma d.d.p. entre os extremos do condutor, cujo valor é dado por e = B x l x V [v]. 2 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Fechando-se um circuito surge uma corrente em consequência da d.d.p. no condutor móvel que atravessa o campo magnético – é a chamada corrente induzida (aplicação: motor elétrico). Lei de Faraday: constata-se, experimentalmente que, quando o fluxo magnético varia de intensidade no decurso do tempo, através de um circuito elétrico, teremos uma f.e.m.i. média neste circuito, dada pela expressão e = - Δϕ/Δt. Os circuitos onde obtemos tensão induzida são chamados de circuitos induzidos. Há três maneiras de se obter tensão induzida: 1- variar a intensidade do campo B; 2- alterar a área da superfície do circuito; 3- alterar a direção do campo em relação à superfície do curcuito.3 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Lei de Lenz: o sentido da corrente induzida pelo fenômeno da indução eletromagnética é de tal forma que se opõe (mediante seus fenômenos magnéticos) à causa que lhe dá origem. Exemplo: a aproximação do pólo norte de um ímã provoca o surgimento de um pólo norte na face da espira voltada ao ímã, de forma a repelir o ímã que se aproxima (opor-se a causa). 4 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Caso o ímã passe a se afastar, a corrente induzida mudará de sentido, o que faz surgir um pólo sul na face da espira voltada para o ímã, de forma a atrair o ímã que se afasta (opor-se a causa). Sintetizando: Indutor Induzido Fluxo aumentado Contra o aumento do fluxo indutor Fluxo diminuindo Contra a diminuição do fluxo indutor 5 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Bobina ou indutor: é o nome dado a um elemento constituído por um fio enrolado sobre um núcleo (ferro, ferrite, ar). Cada volta deste fio é chamado de espira. 6 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Indutância: é a capacidade que o componente possui em armazenar energia na forma de campo magnético. A unidade de indutância no Sistema Internacional de Unidades é o henry (H). Um henry é a quantidade de indutância que permite uma indução de um volt quando a corrente que percorre uma bobina varia na razão de um ampère por segundo. Comportamento: - em corrente contínua: circuito fechado I = V/R; - em corrente alternada: reatância indutiva XL = 2Π x f x L I = V/XL. Associação de indutores: - série: Leq = L1 + L2 + ... + Ln 7 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA - paralela: Leq = (L1 x L2)/(L1 + L2) - indutância mútua: duas bobinas possuem uma indutância mútua de 1henry quando uma variação de corrente de 1 ampère por segundo em uma das bobinas induz na outra uma tensão de 1 volt se as bobinas estiverem bem próximas, teremos • L1 + L2 + 2LM (se elas estiverem na mesma polaridade); • L1 + L2 – 2LM (se elas estiverem em polaridades diferentes). 8 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Referências: 1- GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica. São Paulo: Editora McGraw-Hill, 1.983; 2- SENAI. Eletricidade Básica. São Paulo, 1.999; 3- ROSSI, Carlos Rogério. Anotações de Sala de Aula. São Paulo, 1.994.; 4- www.mspc.eng.br/elemag/img01/eletr_mag_faraday, acessado em 04 07/09/10; 5- www.n.i.uol.com.br/licaodecasa/ensmedio/fisica/im-aproxafast.jpg, acessado em 07/09/10; 6- http://cepa.if.usp.br/e-fisica/imagens/eletricidade, acessado em 07/09/10; 9 EM – INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Referências: 7- http://py2nfe.com/IMAGENS/indutor.JPG, acessado em 07/09/10; 8- http://www2.cefetrs.tche.br/tro/desenho/compon/indutor.jpg, acessado em 07/09/10. 10