Eletromagnetismo
Terceiro fenômeno eletromagnético
Borges e Nicolau
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1 - Fluxo magnético de um campo uniforme através de uma espira plana
É por definição a grandeza escalar:
Φ = B . A . cos θ
em que θ é o ângulo entre o vetor B e a normal n à área da espira.
Unidades no Sistema Internacional
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2 - Interpretação física
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3 - O fenômeno da Indução eletromagnética
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Quando o fluxo magnético varia na superfície de uma espira, surge na espira uma corrente elétrica denominada corrente elétrica induzida.
• Variando-se B. Por exemplo, aproximando-se ou afastando-se o ímã da espira.
• Variando-se A. Por exemplo, deformando a espira
• Variando-se o ângulo θ: girando-se a espira
5. Lei de Lenz
O sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se á causa que lhe deu origem.
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Ao aproximarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe à aproximação. Trata-se, portanto, de um polo norte. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está saindo desta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido anti-horário, vista pelo observador O.
Ao afastarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe ao afastamento. Trata-se, portanto, de um polo sul. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está chegando a esta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido horário, vista pelo observador O.
Face norte => sentido anti-horário
Face sul => sentido horário
Veja uma animação do fenômeno aqui
Exercícios Básicos
Exercício 1
Uma espira retangular de área A = 65 cm² está imersa num campo magnético uniforme de intensidade B = 4.10-2 T. Determine o fluxo do campo magnético através da espira, nos casos:
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Exercício 2
A espira circular de área A = 5.10-3 m2 passa da posição (1) para a posição (2) estando imersa num campo magnético uniforme de intensidade B = 3.10-3 T. Determine a variação do fluxo magnético através da espira.
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Exercício 3
Determine o sentido da corrente elétrica induzida para o observador O, nas situações mostradas na figura: em (a) o ímã aproxima-se da espira e em (b), afasta-se.
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Exercício 4
Determine o sentido da corrente elétrica induzida para o observador O, nas situações mostradas na figura: em (a) a espira aproxima-se do ímã e em (b), afasta-se.
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Exercício 5
Um ímã aproxima-se de uma espira, a atravessa e depois afasta-se. Determine o sentido da corrente elétrica induzida para o observador O, durante a aproximação e durante o afastamento.
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Exercício 6
Considere um ímã e uma espira dispostos conforme a figura.
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Analise os casos abaixo e indique em quais deles surge corrente elétrica induzida na espira.
I) O ímã e a espira estão em repouso.
II) O ímã e a espira movem-se para a direita com a mesma velocidade.
III) O ímã e a espira movem-se para a esquerda com a mesma velocidade.
IV) O ímã aproxima-se da espira que está fixa.
V) O ímã afasta-se da espira que está fixa.
VI) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo r.
VII) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo s.
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