A indução eletromagnética é o fenômeno em que a variação do fluxo magnético gera uma corrente elétrica induzida em um condutor. As leis de Faraday e Lenz explicam como essa indução ocorre e o sentido da corrente gerada, sendo a corrente induzida oposta à variação do fluxo magnético que a produz. O documento aborda a história da indução eletromagnética, suas leis fundamentais e aplicações práticas, como geradores e transformadores.

2. A indução eletromagnética é fenômeno em que a variação do
fluxo magnético através de uma área condutora, gerará uma
corrente elétrica induzida, onde surgirá uma tensão induzida nos
terminais desse condutor.
Indução Eletromagnética

3. Em 1820, Hans Christian Oersted descobriu o eletromagnetismo.
Os cientistas buscavam, principalmente, descobrir se o efeito
contrário era possível, isto é, se os efeitos magnéticos poderiam
gerar uma corrente elétrica.
Assim, em 1831, Michael Faraday com base em resultados
experimentais, descobriu o fenômeno da indução
eletromagnética.
Dois cientistas Faraday e Lenz, elaboraram as leis fundamentais
do eletromagnetismo que determinam a indução eletromagnética.
Indução Eletromagnética

4. Lei de Faraday
Faraday observa que sempre que existe um movimento relativo entre espira e imã,
independente de quem se mova, surge uma corrente elétrica, chamada de corrente
induzida, na espira.
A variação do fluxo magnético em uma
superfície provocava o aparecimento de
uma corrente induzida na espira, o que
equivale ao aparecimento de uma força
eletromotriz (f.e.m.), ou voltagem, induzida
na espira.
“A força eletromotriz induzida ε, nos terminais A e B é diretamente proporcional
à variação de fluxo magnético ΔΦ e inversamente proporcional ao tempo Δt em
que essa variação ocorre”. Essa lei pode ser expressa matematicamente com
a equação:
εAB = - ΔΦ
Δt

5. Lei de Lenz
Heinrich Friedrich Emil Lenz, em 1833, observou que a corrente induzida em uma
espira por um fluxo magnético variável tem um sentido tal que o campo magnético que
ela cria tende a contrariar a variação do fluxo magnético através da espira.
A Lei de Lenz enuncia que o sentido da corrente induzida é tal que o campo
que ela produz se opõem à variação do fluxo magnético que a produziu.
Então em 1834, o físico russo
Heinrich Lenz, propôs uma regra
para a definição do sentido da
corrente induzida.

6. Lei de Lenz
Dito de outra forma, a Lei de Lenz afirma que:
A força eletromotriz induzida agirá de tal forma que a corrente induzida gere um campo
magnético, cujo fluxo se oporá à mudança no fluxo magnético que a produz.
Finalmente, é importante comentar o sinal negativo da Lei de Faraday.
Esse sinal negativo é a contribuição de Lenz. Esse sinal determina o sentido da força
eletromotriz resultante. De acordo com Lenz, esse sentido se opõe à variação que o
produziu.
Observem a polaridade magnética da
espira, que sempre vai se opor a
variação do fluxo.
Quando o ímã se aproxima, na espira,
cria um polo norte, impedindo o
aumento do fluxo.
Da mesma maneira quando se afasta,
cria um polo sul, impedindo a
diminuição do fluxo.

7. Lei de Lenz
O fenômeno da indução eletromagnética também pode ser verificado no
experimento abaixo.
Quando o fluxo indutor cresce, o induzido
atua no sentido contrário, para não permitir o
crescimento do indutor.
Quando o fluxo indutor diminui, o induzido
atua no mesmo sentido, para não permitir a
diminuição do indutor.

8. Resumo geral
Para o caso de uma solenoide, a tensão induzida será: εAB = - N ΔΦ
Δt

9. Aplicações da Indução
Eletromagnética
Geradores de corrente alternada Transformadores

10. Exercício
Uma espira retangular de 6,0 cm e 10,0 cm e resistência elétrica de 8 está
colocada paralelamente a um campo magnético de 0,6 T. Após 0,3s, o plano
da espira se torna perpendicular ao vetor campo magnético, como mostra a
figura:
Determine:
a) A fem induzida média nesse intervalo.
b) A intensidade média da corrente induzida e o sentido.
c) A polaridade elétrica e magnética na espira.

11. Exercício
Determinar o valor da corrente que deve percorrer a bobina do núcleo da figura
abaixo, sabendo-se que possui 100 espiras, sendo o fluxo requerido de 40x104 Wb.
A permeabilidade relativa é de 1000.