Indução eletromagnética, Lei de Faraday e Lei de Lenz

Indução eletromagnética, Lei de Faraday e Lei de Lenz

1. Segundo a lei de Lenz, o sentido da corrente é o oposto da variação do campo magnético que lhe deu origem.

   • Afastamento (diminuição do fluxo magnético): sentido horário.
   • Com a variaçao do fluxo magnético, mesmo constante, gera uma corrente elétrica, intensa ou não, depende-se do campo que se forma na espira circular.
   • Aproximação (aumento do fluxo magnético): sentido anti-horário.
     • Faraday, em seus estudos e experimentações, percebeu que a corrente induzida que aparecia no circuito mudava de sentido constantemente, ou seja, em um dado momento ela estava em um sentido em outro ela estava em sentido contrário ao primeiro.
       • Apesar de perceber esse acontecimento, Faraday não conseguiu chegar a uma lei que indicasse como determinar o sentido da corrente induzida. Foi somente no ano de 1834.
       • Quando um ímã se aproxima de uma espira, surge uma corrente induzida sobre ele. Essa corrente faz surgir um campo magnético, cujo sentido pode ser determinado pela regra de Àmpere.
         • Ao aplicar essa regra verifica-se que o campo magnético tem sentido oposto ao campo magnético do ímã. Se fizermos o contrário, ao afastarmos o ímã da bobina perceberemos que a corrente induzida surge em sentido contrário à situação anterior e ao utilizar novamente a regra de Àmpere é possível perceber que o campo magnético criado pela corrente induzida tem o mesmo sentido do campo magnético do ímã.
           • A lei de Lenz é lei derivada do princípio de conservação da energia. Ao aproximarmos um polo norte de um ímã a uma espira, o fluxo iria aumentar se a corrente que surgisse fosse no sentido horário (aumentando ainda mais o fluxo magnético). Este fato, pois, criaria energia "do nada", violando, assim, o princípio fundamental da conservação da energia.

2. A Lei de Faraday ou Lei de Indução Eletromagnética, enuncia que quando houver variação do fluxo magnético através de um circuito

   • Essa lei foi estabelecida por Michael Faraday, em 1831, a partir da descoberta do fenômeno da indução eletromagnética.
     • Foi o ponto de partida para o construção dos dínamos e sua aplicação na produção de energia elétrica em larga escala.
       • Regra de Ampère
         • Esta é uma regra prática para a definição do sentido do campo magnético produzido por uma corrente.
           • Nesta regra usamos a mão direita, como se estivéssemos envolvendo o fio. O dedão irá apontar o sentido da corrente e os demais dedos o sentido do campo magnético.
             • Mas a unidade de indutância no SI é o henry (abreviação H) em homenagem ao americano Joseph Henry embora tenha publicado seus resultados para a indutância um pouco mais tarde que Faraday.
               • Prevê como um campo magnético interage com um circuito elétrico para produzir uma força eletromotriz — um fenômeno chamado de indução eletromagnética.
       • Essa é a forma integral da lei de indução, expressa em função dos campos, e é uma das equações de Maxwell. Ela pode ser convertida para uma forma diferencial, usando o teorema de Stokes no lado direito da equação, resultando em: t B E ∂ ∂ ∇ × = − r
         • Vemos que, se o campo magnético estiver variando no tempo, o campo elétrico não é mais irrotacional, então não podemos mais pensar em potencial eletrostático, do qual o campo elétrico possa ser obtido fazendo E = −∇Φ .
           • A lei de Faraday expressa somente a intensidade da força eletromotriz induzida. Então em 1834 Heinrich E. Lenz (1804-1865) define que a força eletromotriz é igual ao negativo da variação do fluxo magnético no interior da espira
             • Ou seja, esta lei especifica o sentido da força eletromotriz induzida. Neste caso, o sentido da corrente elétrica é anti-horário para quando o norte do ímã se aproxima da espira ou conjunto de espiras. Referências bibliográficas: