O documento discute o tema da indução eletromagnética, descrevendo: (1) como um campo magnético variável pode induzir uma corrente elétrica em um circuito; (2) os principais pesquisadores que contribuíram para o entendimento deste fenômeno, como Faraday e Lenz; (3) como este princípio é aplicado em geradores, motores e transformadores elétricos.

1. Indução
e
ondas
eletromagneticas

2. Indução eletromagnetica
O que
é???
A indução eletromagnética é o
fenômeno no qual um campo
magnético variável produz em
um circuito elétrico uma
corrente elétrica chamada de
corrente elétrica induzida.

3. Vários cientistas colaboram com
trabalhos nesta área. Em 1820 o físico
dinamarquês Hans Oersted (1777-1851)
descobriu que a agulha magnética de
uma bússola era defletida por uma
corrente elétrica. Outros experimentos
mostraram que a corrente elétrica
poderia gerar um campo magnético.

4. Faraday descobriu que uma corrente
elétrica era gerada ao posicionar um
imã no interior de uma bobina de fio
condutor. Deduziu que se movesse a
bobina em relação ao imã obteria
uma corrente elétrica contínua,
efeito que após comprovado
recebeu o nome de indução
eletromagnética.

5. A indução eletromagnética é o
princípio básico de funcionamento
dos geradores e motores elétricos,
sendo estes dois equipamentos
iguais na sua concepção e
diferentes apenas na sua utilização.

6. No gerador elétrico, a movimentação de uma bobina em
relação a um imã produz uma corrente elétrica, enquanto
no motor elétrico uma corrente elétrica produz a
movimentação de uma bobina em relação ao imã.
A seguir, a ilustração representa o efeito de indução
eletromagnética, como pesquisado por Faraday:
A movimentação de um campo elétrico próximo a uma bobina produz a
corrente elétrica i.

7. O princípio da indução eletromagnética é
também a base de funcionamento dos
eletroímãs, equipamentos que geram campos
magnéticos apenas, enquanto uma corrente
elétrica produz o efeito de indução. Uma vez
desligados perdem suas propriedades, ao
contrário dos imãs permanentes.

8. 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.

9. Foi somente no ano de 1834, poucos anos após
a publicação dos trabalhos de Faraday, que o
físico russo Heinrich F.E. Lenz apresentou uma
regra, atualmente conhecida como Lei de Lenz,
que permite indicar o sentido da corrente
induzida.

10. Ao fazer essas observações Lenz concluiu que o
sentido da corrente é o oposto da variação do
campo magnético que lhe deu origem. Assim
sendo, Lenz formulou uma lei que ficou
conhecida como a Lei de Lenz e pode ser
enunciada da seguinte forma:
A corrente induzida em um circuito aparece
sempre com um sentido tal que o campo
magnético que ele cria tende a contrariar a
variação do fluxo magnético através da espira.
espira.

11. Os transformadores de tensão, chamados
normalmente de transformadores, são
dispositivos capazes de aumentar ou
reduzir valores de tensão.

12. O seu funcionamento é baseado na criação de
uma corrente induzida no secundário, a partir da
variação de fluxo gerada pelo primário.
A tensão de entrada e de saída são
proporcionais ao número de espiras em cada
bobina. Sendo:

13. Se considerarmos que toda a energia é
conservada, a potência no primário deverá ser
exatamente igual à potência no secundário,
assim:

14. Ondas eletromagnéticas
De grande utilidade prática, as ondas
eletromagnéticas são utilizadas em todos
os ramos da ciência. Você mesmo neste
instante, está irradiando ondas
eletromagnéticas, cuja frequência se
encontra no infravermelho, devido ao calor
de seu corpo.
O resultado da interação de campos
variáveis é a produção de ondas de campos
elétricos e magnéticos que podem se
propagar até mesmo pelo vácuo e
apresentam propriedades típicas de uma
onda mecânica, como reflexão, retração,
difração, interferência e transporte de

15. As ondas eletromagnéticas tem
como característica principal a sua
velocidade. Da ordem de 300.000
Km/s no vácuo, no ar sua velocidade
é um pouco menor. Considerada a
maior velocidade do universo, elas
podem vencer vários obstáculos
físicos, tais como gases, atmosfera,
água, paredes, dependendo da sua
frequência.

16. Em uma onda eletromagnética, o campo elétrico variável eo
campo magnético variável estão intimamente ligados: ambos
variam em fase, ou seja, quando um deles atinge a intensidade
máxima, o mesmo ocorre com o outro e, quando um deles se
anula, o outro também se anula.
Além disso, os campos e são perpendiculares um ao outro e
também à direção de propagação da onda que se desloca com
velocidade v. Isso nos permite classificar a onda eletromagnética
como onda transversal. A figura abaixo mostra-nos a disposição
dos campos elétricos e magnéticos de uma onda
eletromagnética, e a direção e o sentido de sua propagação
.

17. Observe que a distância entre dois pontos vizinhos de
máximo do campo elétrico, ou do campo magnético,
corresponde ao comprimento de onda a onda
eletromagnética. Para as ondas eletromagnéticas vale,
também, a equação fundamental das ondas: Equação
fundamental das ondas,
em que f é a frequência com que os campos variam.
O sentido de propagação de uma onda eletromagnética
pode ser obtido a partir da direção e sentido dos campos
elétrico e magnético , aplicando-se a regra da mão
esquerda.

18. Assim, é possível estabelecer uma relação entre
a intensidade E do campo elétrico e a
intensidade B do campo magnético:
em que v é a velocidade de propagação da onda
eletromagnética.