Entendendo a Lei de Faraday
A Lei de Faraday, formulada por Michael Faraday, é um dos princípios fundamentais da eletromagnetismo que descreve a relação entre a variação do fluxo magnético através de uma superfície e a indução eletromagnética. Essa lei é fundamental para entender como a eletricidade pode ser gerada por meio da movimentação relativa de um campo magnético.
O que é a Lei de Faraday: A Lei de Faraday afirma que a força eletromotriz induzida (f.e.m.) em um circuito é igual à taxa de variação do fluxo magnético que atravessa uma superfície delimitada pelo circuito. Matematicamente, é expressa como Ɛ = -dΦ/dt, onde Ɛ representa a f.e.m. induzida, dΦ/dt é a taxa de variação do fluxo magnético e o sinal negativo indica que a f.e.m. é induzida de maneira a criar uma corrente que se opõe à mudança no fluxo magnético.
O que você não pode deixar de saber: A Lei de Faraday é a base para a geração de eletricidade em geradores e na indução eletromagnética. A taxa de variação do fluxo magnético é crucial para determinar a magnitude da f.e.m. induzida. Além disso, a direção da f.e.m. induzida segue a regra da mão direita, que indica a direção da corrente induzida em resposta à variação do campo magnético. Compreender essa lei é essencial para a compreensão dos princípios de geração de energia elétrica.
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Exercício Resolvido
Um campo magnético variável no tempo atravessa uma bobina com 200 espiras e uma área de 0,02 m². A taxa de variação do fluxo magnético é de 0,5 T/s. Qual é a f.e.m. induzida na bobina?
Resposta: Podemos usar a Lei de Faraday para resolver esse problema. A f.e.m. induzida (Ɛ) é igual à taxa de variação do fluxo magnético (dΦ/dt). Neste caso, dΦ/dt = (0,02 m²) * (0,5 T/s) = 0,01 Wb/s. Portanto, Ɛ = -dΦ/dt = -(0,01 Wb/s) = -0,01 V.
Exercícios Propostos
1. Um campo magnético variável no tempo atravessa uma espira com uma área de 0,04 m². A taxa de variação do fluxo magnético é de 0,2 T/s. Qual é a f.e.m. induzida na espira?
- (a) -0,008 V
- (b) 0,02 V
- (c) -0,04 V
- (d) 0,08 V
- (e) -0,01 V
2. Uma bobina com 300 espiras tem um fluxo magnético que varia no tempo. A taxa de variação do fluxo magnético é de 0,03 Wb/s. Qual é a f.e.m. induzida na bobina?
- (a) 0,01 V
- (b) -0,03 V
- (c) 0,09 V
- (d) -0,09 V
- (e) -0,01 V