APS ELETROMAGNETISMO

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNP 
CURSO SUPERIOR EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS (33A5) 
ELETROMAGNETISMO E INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS 
2021 
ALEXANDRE DA SILVA TAVARES 
RA: B3749E0 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS (33A5) 
ELETROMAGNETISMO E INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 
Atividade Prática Supervisionada – APS, apresentada a 
Universidade Paulista – UNIP, como requisito para 
obtenção de nota no primeiro semestre de 2021. Código 
33A5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS 
2021 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
2.1 O que é Indução Eletromagnética e como surgiu 
 
Indução eletromagnética é o fenômeno relacionado ao aparecimento de uma 
corrente elétrica em um condutor imerso em um campo magnético, quando ocorre 
variação do fluxo que o atravessa. 
Em 1820, Hans Christian Oersted descobriu que a passagem de uma corrente 
elétrica em um condutor mudava a direção da agulha de uma bússola. Ou seja, ele 
descobriu o eletromagnetismo. 
O campo magnético é resultado do movimento de cargas elétricas, ou seja, é 
resultado de corrente elétrica. O campo magnético pode resultar em uma força 
eletromagnética quando associada a ímãs. 
A variação do fluxo magnético resulta em um campo elétrico (fenômeno 
conhecido por indução eletromagnética, mecanismo utilizado em geradores 
elétricos, motores e transformadores de tensão).[2] De maneira semelhante, a 
variação de um campo elétrico gera um campo magnético. Devido a essa 
interdependência entre campo elétrico e campo magnético, faz sentido falar em uma 
única entidade chamada campo eletromagnético. 
A teoria eletromagnética é essencial para o funcionamento 
de eletrodomésticos como computadores, receptores de televisão, aparelhos de 
rádio e lâmpadas. Além disso, é responsável por fenômenos naturais como 
o relâmpago, as auroras polares e o arco-íris. Cosmologicamente, a força 
eletromagnética permite a coesão de átomos e moléculas que compõem 
a matéria do Universo, permitindo, por consequência, a complexidade advinda 
da química e, no planeta Terra, da biologia 
A partir daí, muitos cientistas começaram a investigar mais profundamente a 
conexão entre os fenômenos elétricos e magnéticos. 
Eles 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. 
A Lei de Faraday e a Lei de Lenz são duas leis fundamentais 
do eletromagnetismo e determinam a indução eletromagnética. 
Faraday realizou inúmeras experiência a fim de entender melhor os 
fenômenos eletromagnéticos. 
Em uma delas, utilizou um anel feito de ferro e enrolou um fio de cobre em 
uma metade do anel e outro fio de cobre na outra metade. 
Ligou as extremidades do primeiro enrolamento com uma bateria e o segundo 
enrolamento conectou a um outro pedaço de fio de forma que passasse por uma 
bússola colocada a uma certa distância do anel. 
No momento da ligação da bateria, identificou que a bússola variava sua 
direção, voltando a observar o mesmo quando desligava a ligação. Contudo, quando 
a corrente permanecia constante não havia movimento na bússola. 
Assim, ele constatou que uma corrente elétrica induzia uma corrente em um 
outro condutor. Contudo, ainda faltava identificar se o mesmo ocorria utilizando ímãs 
permanentes. 
Ao fazer um experimento movimentando um ímã cilíndrico dentro de uma 
bobina, ele pôde identificar o movimento da agulha de um galvanômetro ligado à 
bobina. 
Desta forma, ele pôde concluir que o movimento de um ímã gera uma 
corrente elétrica em um condutor, ou seja a indução eletromagnética estava 
descoberta. 
A partir dos resultados encontrados, Faraday formulou uma lei para explicar o 
fenômeno da indução eletromagnética. Essa lei ficou conhecida como Lei de 
Faraday. 
Esta lei enuncia que quando houver variação do fluxo magnético através de 
um circuito, surgirá nele uma força eletromotriz induzida. 
A Lei de Faraday pode ser expressa matematicamente pela seguinte fórmula: 
 
Sendo, 
ε: força eletromotriz induzida (V) 
ΔΦ: variação do fluxo magnético (Wb) 
Δt: intervalo de tempo (s) 
 
Apesar de identificar que a corrente induzida variava de sentido, Faraday não 
conseguiu determinar como ocorria essa variação. 
Então em 1834, o físico russo Heinrich Lenz, propôs uma regra para a 
definição do sentido da corrente induzida. 
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. 
Essa lei é representada na fórmula da força eletromotriz induzida através do 
sinal de menos. 
 
2.1 Eletromagnetismo clássico 
 
 
O cientista William Gilbert propôs que a eletricidade e o magnetismo, apesar 
de ambos causarem efeitos de atração e repulsão, seriam efeitos distintos. 
Entretanto marinheiros percebiam que raios causavam perturbações nas agulhas 
das bússolas, mas a ligação entre os raios e a eletricidade ainda não estava traçada 
até os experimentos que Benjamin Franklin propôs em 1752. Um dos primeiros a 
descobrir e publicar as relações entre corrente elétrica e o magnetismo foi 
Romagnosi, que em 1802 afirmou que um fio conectado a uma pilha provocava um 
desvio na agulha de uma bússola que estivesse próxima. No entanto essa notícia 
não recebeu o crédito que lhe era devido até que, em 1820, Hans Christian 
Ørsted montou um experimento similar. 
A teoria do eletromagnetismo foi desenvolvida por vários físicos durante o 
século XIX, culminando finalmente no trabalho de James Clerk Maxwell, o qual 
unificou as pesquisas anteriores em uma única teoria e descobriu a natureza 
eletromagnética da luz. No eletromagnetismo clássico, o campo eletromagnético 
obedece a uma série de equações conhecidas como equações de Maxwell, e a força 
eletromagnética pela Lei de Lorentz. 
Uma das características do eletromagnetismo clássico é a dificuldade em 
associar com a mecânica clássica, compatível porém com a relatividade especial. 
Conforme as equações de Maxwell, a velocidade da luz é uma constante, depende 
apenas da permissividade elétrica e permeabilidade magnética do vácuo. Isso 
porém viola a invariância de Galileu, a qual já era há muito tempo base da mecânica 
clássica. Um caminho para reconciliar as duas teorias era assumir a existência 
de éter luminífero através do qual a luz propagaria. No entanto, os experimentos 
seguintes falharam em detectar a presença do éter. Em 1905, Albert Einstein 
resolveu o problema com a teoria da relatividade especial, a qual abandonava as 
antigas leis da cinemática para seguir as transformações de Lorentz as quais eram 
compatíveis com o eletromagnetismo clássico. 
A teoria da relatividade mostrou também que adotando-se um referencial em 
movimento em relação a um campo magnético, tem-se então um campo elétrico 
gerado. Assim como também o contrário era válido, então de fato foi confirmado a 
relação entre eletricidade e magnetismo. Portanto o termo "eletromagnetismo" 
estava consolidado. 
 
2.2 Aplicações da Indução Eletromagnética 
 
Geradores de corrente alternada: 
 
Uma das mais importantes aplicações da indução eletromagnética é na 
geração de energia elétrica. Com essa descoberta passou a ser possível a geração 
deste tipo de energia em larga escala. 
Essa geração pode ocorrer em instalações complexas, como é o caso das 
usinas de energia elétrica, até as mais simples como nos dínamos de bicicletas. 
Existem diversos tipos de usinas de energia elétrica, mas basicamente o 
funcionamento de todas utiliza o mesmo princípio. Nessas usinas, a produção de 
energia elétrica ocorre através da energia mecânica de rotação de um eixo. 
Nas usinas hidrelétricas, por exemplo, a água é represada em grandes 
barragens. O desnível provocadopor esse represamento faz com que a água se 
movimente. 
 
Figura 01: Esquema simplificado de uma usina hidrelétrica 
Fonte: GOUVEA, 2011. 
 
Esse movimento é necessário para girar as pás da turbina que é ligada ao 
eixo do gerador de eletricidade. A corrente produzida é alternada, ou seja, seu 
sentido é variável. 
 
Transformadores: 
 
A energia elétrica após ser produzida nas usinas é transportada para os 
centros consumidores através de sistemas de transmissão. 
Contudo, antes de ser transportada para grandes distâncias, os dispositivos, 
chamados de transformadores, elevam a tensão para reduzir as perdas de energia. 
Quando essa energia chega até o seu destino final, novamente ocorrerá a 
mudança no valor da tensão. 
Assim, um transformador é um dispositivo que serve para modificar uma 
tensão alternada, ou seja, aumenta ou diminui o seu valor de acordo com a 
necessidade. 
Basicamente um transformador é constituído por um núcleo de material 
ferromagnético no qual são enroladas duas bobinas independentes (enrolamento de 
fios). 
A bobina conectada a fonte é chamada de primário, pois recebe a tensão que 
será transformada. A outra é chamada de secundário. 
Como a corrente que chega no primário é alternada, origina um fluxo 
magnético também alternado no núcleo do transformador. Essa variação do fluxo, 
gera uma corrente alternada induzida no secundário. 
O aumento ou a diminuição da tensão induzida, depende da relação entre o 
número de espiras (voltas do fio) nas duas bobinas (primário e secundário). 
Se o número de espiras no secundário for maior que no primário o 
transformador irá elevar a tensão e sendo ao contrário, ele irá abaixar a tensão. 
Essa relação entre o número de espiras e a tensão, pode ser expressa 
usando-se a seguinte fórmula: 
 
Sendo, 
Up: tensão no primário (V) 
Us: tensão no secundário (V) 
Np: número de espiras do primário 
Ns: número de espiras do secundário 
 
REFERÊNCIAS 
 
GOUVEA. R. Indução Eletromagnética. Disponível em: 
https://www.todamateria.com.br//inducao-eletromagnetica/Indução. Acesso em: 03 
de abril de 2021. 
 
HALLIDAY, David (2012). Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo (9ª 
ed). Rio de Janeiro, RJ: LTC - Livros Técnicos e Científicos. 
 
HELERBROCK, Rafael. "Indução eletromagnética"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-inducao-eletromagnetica.htm. Acesso em 05 
de maio de 2021.