Indução Eletromagnética

1. Indução Eletromagnética

2. A enorme quantidade de energia elétrica, usada para iluminar as grandes cidades, é gerada graças ao fenômeno da indução eletromagnética

3. N B V V B S Vista de Cima 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.

4. e e e e V V V V FM FM FM FM B B B B Vista de Cima Vista de Cima Vista de Cima Vista de Cima Condutor em movimento dentro de um campo magnético • Com o movimento do condutor, cada elétron livre do mesmo fica sujeito a uma força magnética, que pode ser determinada pela regra da mão direita para cargas negativas • Pelo mesmo deslocamento, teremos uma falta de elétrons (sobra de prótons) na parte superior do condutor, fazendo com que essa extremidade adquira um potencial elétrico positivo. • Devido a esse deslocamento, teremos um acúmulo de elétrons na parte inferior do condutor, fazendo com que essa extremidade adquira um potencial elétrico negativo. • 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).

5. 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).

6. i - sentido convencional e V FM B Vista de Cima 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.

7. 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.

8. 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: A = área em m2; B = campo magnético em tesla (T );  = fluxo magnético em weber (Wb )

9. Valores particulares do fluxo magnético

10. 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: • Onde  é a variação do fluxo observada no intervalo de tempo t.

11. Puxando o condutor com uma velocidade V, estamos aumentando a área. Exemplos de variação do fluxo magnético • Variação do fluxo  através de variação da área:

12. Variando o ponto C estamos alterando a corrente que circula pela bobina, fazendo com que a intensidade vetor campo magnético Bproduzido pela bobina varie. • Aproximando e afastando a bobina estamos variando o vetor campo magnético B . Exemplos de variação do fluxo magnético • Variação do fluxo  através de variação de B:

13. Aplicação da indução eletromagnética • O microfone de Indução:

14. Força Eletromotriz em uma bobina • Uma bobina nada mais é do que um conjunto de espiras interligadas. No caso de uma bobina com N espiras idênticas, supondo que o fluxo magnético varie com a mesma taxa através de todas as espiras, a taxa de variação total através de todas as espiras é N vezes maior que a taxa através de uma única espira. Se ФB é o fluxo magnético através de cada espira, a fem induzida total em uma bobina com N espiras é dada:

15. Sentido da Corrente InduzidaLei de Lenz • O sentido de qualquer efeito de indução magnética é tal que se opõe à causa que produz esse efeito.

16. Aplicação da indução eletromagnética • O gerador de energia elétrica: