A fotografia abaixo, como visto no capítulo 8, ilustra um imã flutuando sobre uma coroa circular de material que se torna supercondutor quando resfriado a baixa temperatura.
A geração da corrente que mantém o ímã flutuando e a própria flutuação do ímã só podem ser explicados agora por meio das leis de Faraday e Lenz. Dê essa explicação.
Soluções para a tarefa
Resposta:
ε = dΘ/dt ;
dΘ = ∫B.dS .
Explicação:
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. Através desse e de outros resultados, nos quais nota que a corrente elétrica induzida é mais intensa quanto maior a área da espira e quanto mais rápido é o movimento, enuncia o seguinte resultado:
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.
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. Assim, na figura anexada, a corrente induzida gera um campo magnético nesta, de forma a atrair o imã que está se afastando e repelir o imã que está se aproximando.
A relação que dá a força eletromotriz induzida numa espira devido à variação do fluxo magnético é conhecida como Lei de Faraday-Lenz:
ε = dΘ/dt
Θ = B.S.cosθ
dΘ = ∫B.dS
A indução eletromagnética possui várias aplicações práticas. A geração de corrente alternada, o funcionamento de motores elétricos, de transformadores e de alguns exames médicos são explicados através desse fenômeno.
É importante ressaltar que não é a presença de campo magnético nas proximidades de um condutor que gera uma corrente elétrica induzida, mas sim a variação do fluxo de campo magnético nesse condutor. Assim, é necessário que uma ou várias grandezas que definem o fluxo variem. Uma variação do valor do campo magnético, da área do condutor imersa nesse campo ou da inclinação do condutor em relação ao campo é necessária para o surgimento da corrente induzida.
