Indução Eletromagnética

A indução eletromagnética é o fenômeno pelo qual uma corrente elétrica é gerada em um circuito devido a variações em um campo magnético. Esse fenômeno é fundamental para a geração de eletricidade em usinas elétricas, funcionamento de transformadores e motores elétricos, entre outras aplicações.

Como funciona: A Lei de Faraday da Indução Eletromagnética estabelece que a força eletromotriz induzida em um circuito é diretamente proporcional à taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o circuito. Matematicamente, isso pode ser expresso como:

$mathcal{E} = -frac{dPhi}{dt}$

Onde:

– $mathcal{E}$ é a força eletromotriz (f.e.m.) induzida,
– $frac{dPhi}{dt}$ é a taxa de variação do fluxo magnético.

O que você não pode deixar de saber: É importante compreender que a força eletromotriz induzida pode ser positiva ou negativa, dependendo da direção da variação do fluxo magnético. Além disso, entender os conceitos de autoindução e indução mútua é crucial para lidar com transformadores e circuitos complexos.

Exercício Resolvido

Um circuito circular de área A = 0,02 m² está exposto a um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,5 T, que está diminuindo a uma taxa de 0,1 T/s. Qual é a f.e.m. induzida no circuito?

Resposta: Podemos usar a Lei de Faraday para calcular a f.e.m. induzida:

$mathcal{E} = -frac{dPhi}{dt}$

A taxa de variação do fluxo magnético é:

$frac{dPhi}{dt} = B cdot frac{dA}{dt}$

Substituindo os valores conhecidos:

$frac{dA}{dt} = pi cdot (0,02 , text{m})^2 cdot 0,1 , text{m/s} = 1,26 times 10^{-4} , text{m²/s}$

$mathcal{E} = - (0,5 , text{T}) cdot (1,26 times 10^{-4} , text{m²/s}) = -6,3 times 10^{-5} , text{V}$

A f.e.m. induzida no circuito é de -6,3 × 10⁻⁵ V.

Exercícios Propostos

1. Um circuito quadrado de lado L = 0,1 m está exposto a um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,4 T, que está aumentando a uma taxa de 0,2 T/s. Qual é a f.e.m. induzida no circuito?

(a) 0,08 V
(b) 0,04 V
(c) -0,08 V
(d) -0,04 V
(e) 0,02 V

2. Um transformador possui 1000 espiras no enrolamento primário e 200 espiras no enrolamento secundário. Se a f.e.m. induzida no enrolamento primário for de 120 V, qual será a tensão no enrolamento secundário?

(a) 6 V
(b) 12 V
(c) 24 V
(d) 240 V
(e) 600 V

Indução Eletromagnética