Indução Eletromagnética
A enorme quantidade de energia elétrica, usada para
iluminar as grandes cidades, é gerada graças ao
fenômeno da indução eletromagnética
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
Condutor em movimento dentro de um
campo magnético
• Pelo
Podemos
Com
Devido
o movimento
então
a mesmo
dizer
esse
do
condutor,existe
deslocamento,
que
cada teremos
elétron
uma
livreacúmulo
um
uma
diferença
falta
do de
mesmo
de
depotencial
elétrons
fica
sujeito
na
(sobra
entre
parte
as
de
a extremidades
prótons)
inferior
uma força
do
na
magnética,
condutor,
parte
do
condutor.
superior
fazendo
A
que
essapode
com
ddp
do
ser determinada
que
condutor,
damos
essa
o nome
fazendo
extremidade
de força
com
pela
regra essa
adquira
que
eletromotriz
da um
mão
extremidade
induzida
esquerda
potencial
(e
parafem).
elétrico
adquira
ou
cargas
negativo.
umnegativas
potencial
elétrico positivo.
e
e
e
V
e
V
FM FM FM FM
Vista de Cima
V
V
B
Podemos fazer uma comparação
e
FM
V
B
• Uma barra metálica sendo deslocada em um campo
magnético é equivalente a uma pilha ou bateria.
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
Corrente Induzida
• Se
o
condutor
se
movimenta ao longo de
fios condutores paralelos,
que formem um circuito
fechado,
haverá
um
movimento contínuo de
elétrons por esse circuito.
• A
esse
movimento
contínuo
de
elétrons
damos
o
nome
de
corrente elétrica induzida.
i - sentido
convencional
e
FM
V
B
Vista de Cima
Algumas observações
• Caso o condutor pare, não teremos mais força
eletromotriz induzida (e ou fem) e corrente induzida (i);
• Para que a corrente se mantenha constante, devemos
garantir velocidade e campo magnético constantes
• Essa forma de gerar uma fem induzida não é utilizada
na prática.
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
V
R= 2
B=
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.
101T
B
B
Solução
• O sentido da corrente no condutor AB pode ser encontrado através
da regra da mão esquerda para força magnética.
A
FM
R= 2
B=
B
Sentido
Sentido
e
convencional
real
FM
101T
B
V
V
B
Solução
• A corrente
fem induzida
induzida
no condutor
no condutor
podepode
ser obtida
ser obtida
pela pela
equação
lei dea Ohm:
seguir:
A
R= 2
Sentido
e
convencional
 B  10  1T

1
Dados  L  30 cm  3  10 m
V  10 m s

e  B  L V  10
FM
V
1
 3  10
e  0 ,3volt
e  0 ,3V
Dados 
R  2 
B=
101T
B
B
i 
e
R

0 ,3
2
i  0 ,15 A
1
 10
Outros exemplos de fem induzida
• O grande cientista inglês M. Faraday, realizando um
número muito grande de experiências no século XIX,
verificou que existem várias outras situações nas quais
se observa o aparecimento de uma corrente induzida em
um circuito.
C orren te
in d u zid a
V
N
Corrente induzida em
uma espira, causada
pela aproximação do
pólo norte de um imã.
C am p o m ag n ético
d a b o b in a F
F
No instante em que a
chave C é aberta ou
fechada, aparece, na
bobina
G
uma
corrente induzida.
G
A
C
Para podermos entender casos mais
complexos de indução devemos
definir a grandeza fluxo magnético
Fluxo Magnético
• Grandeza escalar que mede o
número de linhas de indução que
atravessam a área A de uma
espira
imersa
num
campo
magnético uniforme é chamada
fluxo magnético (), sendo
definida por:
  B  A  cos 
A = área em m2;
B = campo magnético em tesla (T );
 = fluxo magnético em weber (Wb )
B

n
A
Valores particulares do fluxo magnético
B
B
n
A
n
A
  0
o
  90
o
cos   1
cos   0
  B A
  0
Lei de Faraday da Indução
Eletromagnética
• Sempre que ocorrer uma variação do fluxo magnético
através de um circuito, aparecerá, neste circuito, uma
fem induzida. O valor desta fem, e, é dada por:
e 

t
• Onde  é a variação do fluxo observada no intervalo de
tempo t.
Exemplos de variação do
fluxo magnético
• Variação do fluxo  através de variação de B :
• Aproximando
e
afastando a bobina
estamos variando o
vetor
campo
magnético B .
• Variando o ponto C
estamos alterando a
corrente que circula
pela bobina, fazendo
com
que
a
intensidade
vetor
campo magnético B
produzido pela bobina
varie.
Exemplos de variação do
fluxo magnético
• Variação do fluxo  através de variação de  :
• Girando a espira o
valor do ângulo 
varia de 0º a 180º.
Exemplos de variação do
fluxo magnético
• Variação do fluxo  através de variação da área :
• Puxando o condutor com uma velocidade V, estamos
aumentando a área.
Sentido da Corrente Induzida
Lei de Lenz
• O sentido da corrente elétrica induzida é tal que seus
efeitos tendem a se opor à causa que lhe deu origem
Aplicação da indução eletromagnética
• O microfone de Indução:
Tela d e p ro teçã o
M em b ra na
B o b ina m ó vel
lig a d a à m em b ra na
Ím ã F ixo
Aplicação da indução eletromagnética
• O gerador de energia elétrica:
Exercícios
X
• (UFMG)
Observe
a figura
a seguir:
Trilhos
metálicos
Vo
B
Y
Essa figura mostra um trilho metálico, horizontal, sobre o
qual uma barra, também metálica, pode se deslocar
livremente, sem atrito. Na região onde está o trilho, existe
um campo magnético B, saindo do papel. Lançando-se a
barra para a direita, com velocidade Vo, haverá nela uma
corrente elétrica:
Solução
• Vamos determinar o sentido da corrente induzida através
da regra da mão esquerda para força magnética:
X
FM
FM
Sentido
Sentido
e
convencional
real
B
B
Vo
Y
V
Solução
• Vamos determinar o sentido da força produzida pela
interação entre o campo magnético e a corrente elétrica,
através da regra da mão esquerda para corrente elétrica:
X
FM
B
FM
Sentido
convencional
B
Vo
Y
i