CCE1486 - CONV ELETROMEC ENERGIA - AULA 01

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Revisão de Eletromagnetismo
CCE 1486 – Conversão Eletromecânica de Energia
Prof. Mário Bastos
Histórico
TALES DE MILETO (640-550 a.C.) realizou algumas observações elementares sobre eletrização ao friccionar o âmbar com uma pele de animal: o âmbar (elèktron, em grego), adquiria o poder de atrair pequenos objetos próximos, como grãos de poeira, por exemplo. 
Além disso, Tales também relata as propriedades de atração e repulsão entre pedaços de um óxido de ferro, chamado de magnetita (Fe3SO4, cujo nome deriva provavelmente da região de origem do material – Magnésia – na Ásia Menor).
OTTO VON GUERICKE (1602-1686) notou a repulsão de partículas de mesma carga, e construiu a primeira máquina eletrostática para eletrizar um corpo, o gerador eletrostático. Observou o poder das pontas nos corpos eletrizados e também que a chama de uma vela podia deseletrizar um corpo metálico carregado. Descobriu a indução elétrica, uma maneira de eletrizar um corpo sem qualquer contato com ele. 
CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB (1736-1806), um engenheiro civil militar aposentado, realizou experiências com uma balança de torsão e enunciou a famosa lei que hoje leva seu nome “a força entre duas cargas é diretamente proporcional a carga em cada uma delas e inversamente ao quadrado da distância que as separa”.
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Histórico
HANS CHRISTIAN OERSTED (1777-1851) em 1820 publicou um panfleto de 4 páginas com suas descobertas sobre a deflexão da agulha de uma bússola por uma corrente elétrica. Além disso, descobriu a correspondente força de um imã sobre um circuito elétrico girante.
ANDRÉ MARIE AMPÈRE (1775-1836), sabendo das descobertas de Oersted, dedicou-se ao assunto e formulou a regra para indicar a direção do campo magnético criado por um circuito elétrico. Além disso, descobriu que circuitos paralelos com correntes na mesma direção se atraem, e se repelem quando as correntes são contrárias, e que solenóides atuam com imãs em barra.
GOERG SIMON OHM (1789-1854) usou estes fatos para separar os conceito de força eletromotriz, gradiente de potencial e de intensidade de corrente elétrica e derivou a lei que leva seu nome e que estabelece a proporcionalidade entre a diferença de potencial em um condutor e a corrente elétrica produzida. O fator de proporcionalidade representa a resistência do material. Provou também que a resistência de um fio é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional a sua seção reta.
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Histórico
HANS CHRISTIAN OERSTED (1777-1851) em 1820 publicou um panfleto de 4 páginas com suas descobertas sobre a deflexão da agulha de uma bússola por uma corrente elétrica. Além disso, descobriu a correspondente força de um imã sobre um circuito elétrico girante.
ANDRÉ MARIE AMPÈRE (1775-1836), sabendo das descobertas de Oersted, dedicou-se ao assunto e formulou a regra para indicar a direção do campo magnético criado por um circuito elétrico. Além disso, descobriu que circuitos paralelos com correntes na mesma direção se atraem, e se repelem quando as correntes são contrárias, e que solenóides atuam com imãs em barra.
GOERG SIMON OHM (1789-1854) usou estes fatos para separar os conceito de força eletromotriz, gradiente de potencial e de intensidade de corrente elétrica e derivou a lei que leva seu nome e que estabelece a proporcionalidade entre a diferença de potencial em um condutor e a corrente elétrica produzida. O fator de proporcionalidade representa a resistência do material. Provou também que a resistência de um fio é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional a sua seção reta.
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Histórico
JOSEPH HENRY (1799-1878) ele observou o fenômeno da indução eletromagnética, mas como não publicou seus resultados, não recebeu o mérito por isto. Entretanto, recebeu distinção pela descoberta do fenômeno da autoindução. Em 1831 auxiliou a SAMUEL FINLEY BREESE MORSE (1791-1872) ao construir o telégrafo.
MICHAEL FARADAY (1791-1867). Faraday enrolou duas espiras de fio em torno de um anel de ferro e observou que a corrente exercia uma ação para trás que correspondia a sua ação magnética. Quando ele criou uma corrente elétrica na primeira espira, um pulso de corrente surgiu na segunda espira no instante em que o circuito foi fechado, e novamente quando o circuito foi aberto, porém no sentido contrário. Assim ele descobriu a indução.
HEINRICH FRIEDRICH EMIL LENZ (1804-1865), com sua conhecida lei (de Lenz). Em 1837, Faraday descobriu a influência dos dielétricos nos fenômenos eletrostáticos, e a partir de 1846 dedicou-se a descrever a distribuição geral das propriedades diamagnéticas em todos os materiais para os quais, em contraste, o paramagnetismo aparece como uma exceção. Para completar, Faraday ainda descobriu os efeitos do magnetismo sobre a luz.
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Histórico
GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF (1824-1887) enunciou as leis que permitiam o cálculo de correntes, tensões e resistências para circuitos ramificados.
JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879) forneceu a base matemática adequada para as linhas de força idealizadas por Faraday. Em 1862 ele adicionou a corrente de deslocamento à corrente de condução na Lei de Ampère, que ocorre em todos os dielétricos com campos elétricos variáveis, completanto o trabalho de Ampère. Em 1873 publicou seu “Tratado sobre eletricidade e magnetismo” . Em 1865 mostrou que as ondas eletromagnéticas possuem a velocidade da luz, a qual ele recalculou com precisão, concordando com o resultado de Weber.
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Histórico a guerra das correntes
THOMAS ALVA EDISON 1847-1931
− Em 1879 inventou a lâmpada elétrica; Patenteou 1100 invenções: cinema, gerador elétrico, máquina de escrever, etc; Criou a Edison General Electric Company; Instalou em 1882 a primeira usina de geração de energia elétrica do mundo com fins comerciais, na área de Wall Street, Distrito Financeiro da cidade de New York. A Central gerava em corrente contínua, com seis unidades geradoras com potência total de 700 kW, para alimentar 7200 lâmpadas em 110 V. O primeiro projeto de êxito de central elétrica havia sido instalado no mesmo ano em Londres, com capacidade de geração para 1000 lâmpadas.
NIKOLA TESLA 1856-1943
− Em 1888 inventou dos motores de indução e síncrono; Inventor do sistema polifásico; Responsável pela definição de 60 Hz como frequência padrão nos EUA; A unidade para densidade de fluxo magnético é em sua homenagem (T).
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Magnetismo da Terra
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S
M
NM
Eixo Magnético
Eixo Geográfico
NG
S
G
N
S
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Magnetismo da Terra
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Propriedade dos Imãs
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NORTE
SUL
NORTE
SUL
NORTE
SUL
NORTE
SUL
NORTE
SUL
NORTE
SUL
Atração e Repulsão
Propriedade dos Imãs
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NORTE
SUL
NORTE
SUL
NORTE
SUL
N
S
N
S
N
S
N
S
Inseparabilidade
Propriedade dos Imãs
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NORTE
SUL
Campo Magnético:
É a região ao redor de um ímã na qual podem haver forças de origem magnética.
Linhas de Força:
São linhas fechadas que saem do polo norte e chegam no polo sul; 
Representam geometricamente a atuação do campo magnético;
Sua concentração indica a intensidade do campo magnético.
Propriedade dos Imãs
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Representação das Linhas de Força:
Campo Magnético Gerado pela Corrente Elétrica
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Vetor perpendicular ao plano:
Campo Magnético Gerado pelaCorrente Elétrica
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Campo Magnético ao redor de um fio condutor retilíneo:
Ao longo de um condutor retilíneo percorrido por uma corrente elétrica, existe um campo magnético cujas linhas de força são circunferências e concêntricas ao fio. 
Regra da Mão direita:
Serve para indicar a direção e o sentido do campo magnético produzido por uma corrente elétrica:
Dedão: Corrente Elétrica (i) 
Outros dedos: Linhas do Campo Magnético (B)
Campo Magnético Gerado pela Corrente Elétrica
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Direção do Vetor Campo Magnético:
O vetor indução magnética é tangente às linhas de força do campo magnético e no mesmo sentido delas.
Campo Magnético Gerado pela Corrente Elétrica
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Lei de Biot-Savart:
relaciona o campo magnético com a corrente que o produz.
Campo Magnético no Interior de uma Solenoide
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Força Magnética sobre as Cargas Elétricas
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A força magnética que atua sobre uma partícula é diretamente a proporcional à carga e à velocidade da partícula.
Exemplo:
Força Magnética sobre as Cargas Elétricas
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Análise do Movimento:
Se: θ = 00 ou 1800 (V e B com a mesma direção)
Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
Fm = | q | . V . B . Sen θ
Força Magnética sobre as Cargas Elétricas
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Análise do Movimento:
Se: θ = 900 ou 2700 (V está perpendicular a B)
Movimento Circular Uniforme (MCU)
Fm = | q | . V . B . Sen θ
https://www.youtube.com/watch?v=iRJzp4-OjXY
Força Magnética sobre Fio Condutor
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Sobre um fio condutor percorrido por uma corrente no interior de um campo magnético, há uma força magnética perpendicular ao plano que contém o fio e o vetor de indução magnética B.
Sobre cada elétron em movimento no fio haverá uma força magnética perpendicular ao fio cujo sentido é definido pela regra da mão esquerda.
Força Magnética entre Fios Condutores
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Torque sobre uma espira percorrida por uma corrente
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As forças magnéticas produzem um torque sobre a espira, que tende a girar.
Indução Eletromagnética
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Fluxo magnéticas através de uma espira.
Φ é o fluxo magnético através da espira
B é o módulo do vetor campo magnético
A é a área da espira
θ é o ângulo entre o vetor campo magnético (B) e o vetor normal á espira (n)
Indução Eletromagnética
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Lei de Lenz:
Indução Eletromagnética
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Lei de Lenz-Faraday:
Sempre que houver uma variação no fluxo haverá uma tensão induzida (Vind) que se opõe ao fluxo que o gerou.
https://www.youtube.com/watch?v=GMP14t9mgrc