LABORATORIO 4

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CAMPUS VII 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E SOCIAIS APLICADAS – CCEA 
CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ERIK LUIZ SOUZA ALVES 
MARCOS ANDRÉ EVANGELISTA DA COSTA 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 4°: 
LEI DE FARADAY 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PATOS-PB 
2022 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CAMPUS VII 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E SOCIAIS APLICADAS – CCEA 
 
 
ERIK LUIZ SOUZA ALVES 
MARCOS ANDRÉ EVANGELISTA DA COSTA 
 
 
EXPERIMENTO 4°: 
LEI DE FARADAY 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado ao Curso de 
Licenciatura em Física do Centro de Ciências Extas e 
Sociais Aplicadas da Universidade Estadual da 
Paraíba, como requisito parcial à obtenção de nota do 
componente curricular Laboratório de Física IV 
 
Orientador: Prof. Dr. Thiago Brito Gonçalves 
Guerra 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PATOS-PB 
2022 
RESUMO 
 
No mundo tecnológico que atualmente vivemos é comum encontramos diversos fenômenos 
eletromagnéticos, um deles é a chamada indução eletromagnética. Em 1831, o físico 
londrino Michael Faraday (1791 – 1867) descobriu, em suas experiências, o fenômeno e 
os efeitos da indução eletromagnética que será destacado nesse trabalho tendo por objetivo 
compreender o experimento de Faraday por meio do simulador da Physics Education 
Technology Project (PHET) intitulado “Lei de Faraday” e observar as propriedades magnéticas 
existentes nesse fenômeno. Tal simulador objetiva elucidar o que ocorre ao movermos um ímã 
no interior de uma bobina em velocidades variadas, observando também a intensidade de 
incandescência da lâmpada bem como o sinal de tensão. Para esse trabalho, estabeleceu-se duas 
configurações: a primeira composta apenas por uma bobina, foi observado que ao arrastar o ímã 
para o interior da bobina o brilho da lâmpada aumenta consideravelmente, já a segunda, 
observou-se que ao movimentarmos o ímã permanente na primeira bobina, por conter maior 
número de espiras, faz a lâmpada produzir brilho de intensidade maior em relação a segunda 
bobina, que contém menos espiras. Com isso, o experimento mostrou que só haverá indução de 
um campo elétrico se existir variação do fluxo do campo magnético que atravessa as bobinas. 
 
Palavras-Chave: Lei de Faraday, campo eletromagnético, eletromagnetismo. 
ABSTRACT 
 
 
In the technological world that we currently live in, it is common to find several electromagnetic 
phenomena, one of which is the so-called electromagnetic induction. In 1831, London physicist 
Michael Faraday (1791 – 1867) discovered, in his experiments, the phenomenon and effects of 
electromagnetic induction that will be highlighted in this work, aiming to understand Faraday's 
experiment through the simulator of the Physics Education Technology Project ( PHET) 
entitled “Faraday's Law” and observe the magnetic properties existing in this phenomenon. This 
simulator aims to elucidate what happens when we move a magnet inside a coil at different 
speeds, also observing the incandescence intensity of the lamp as well as the voltage signal. For 
this work, two configurations were established: the first one composed only of a coil, it was 
observed that when dragging the magnet inside the coil, the brightness of the lamp increases 
considerably, in the second, it was observed that when we move the permanent magnet in the 
first coil, as it contains a greater number of turns, it makes the lamp produce brightness of 
greater intensity in relation to the second coil, which contains fewer turns. Thus, the experiment 
showed that there will only be an induction of an electric field if there is a variation in the flux 
of the magnetic field that passes through the coils. 
Keywords: Faraday's law, electromagnetic field, electromagnetism. 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 6 
2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................. 8 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA ..................................................................................... 8 
A LEI DE FARADAY ........................................................................................................... 9 
3 METODOLOGIA ................................................................................................................ 10 
MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................................... 11 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................................... 12 
RESULTADOS E DISCURSÕES ....................................................................................... 12 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................................. 15 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 16 
6 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
No mundo tecnológico que atualmente vivemos é comum encontramos diversos 
fenômenos eletromagnéticos, um deles é a chamada indução eletromagnética. Esse conceito se 
mostrou de grande importância para o desenvolvimento científico, uma vez que se trata do 
surgimento de uma corrente elétrica através de um conduto imerso a um campo magnético. 
Para tanto, esse entendimento só passou a ser desenvolvido cientificamente em 1820 
quando o físico e químico Hans Christian Oersted (1777 – 1851) observou que ao passar uma 
corrente em um condutor próximo a uma bússola ocorria uma movimentação em sua agulha. 
Após esse acontecimento, vários cientistas passaram a pesquisar à conexão existente entre o 
campo elétrico e o fenômeno magnético. A ideia principal era descobrir se um fenômeno 
magnético poderia gerar uma corrente elétrica e somente no ano de 1831, o físico 
londrino Michael Faraday (1791 – 1867) descobriu, em suas experiências, o fenômeno e 
os efeitos da indução eletromagnética. 
 
As observações de Michael Faraday e outros cientistas que levaram a essa lei eram a 
princípio apenas ciência básica. Hoje, porém, aplicações dessa ciência básica estão 
em toda parte. A indução é responsável, por exemplo, pelo funcionamento das 
guitarras elétricas que revolucionaram o rock e ainda são muito usadas na música 
popular. Também é essencial para a operação dos geradores que fornecem energia 
elétrica para nossas cidades e dos fornos de indução usados na indústria quando 
grandes quantidades de metal têm que ser fundidas rapidamente (HALLIDAY; 
RESNICK, 2012, p. 248). 
 
Seguindo esse entendimento, o objetivo desse trabalho é compreender o experimento 
de Faraday por meio do simulador disponibilizado na plataforma Physics Education 
Technology Project (PHET) intitulado “Lei de Faraday” e observar as propriedades magnéticas 
existentes nesse fenômeno. Através desse experimento espera-se compreender melhor como 
funciona os campos eletromagnéticos e os geradores elétricos que fornecem energia para 
diversos setores da sociedade e, assim, aproximar o conteúdo com a prática. 
Diante disso, a execução desse trabalho é justificada devido importância de se 
compreender o funcionamento de tal lei, uma vez que ela contribui para o desenvolvimento de 
um dos meios mais essenciais a nossa subsistência que é a produção de energia elétrica. 
O simulador “Lei de Faraday” consiste em uma bobina conectada a uma lâmpada. Ao 
aproximarmos da bobina um ímã permanente existente no simulador, verificamos se há a 
passagem de corrente no circuito observando o “apagar” e o “ascender” da lâmpada. Assim, é 
possível demonstrar a interação existente entre os campos elétricos e os fenômenos magnéticos. 
7 
 
 
 
 
Além disso, o simulador também possui a opção de inserir mais uma bobina com menos espiraspossibilitando observar mais uma situação. 
Os resultados do experimento que serão melhor elucidados adiante foram verificados 
através de observações, onde ficou demonstrado que a lâmpada tende a fornecer um brilho 
maior quanto maior for a velocidade com que se movimenta o ímã e, também, a quantidade do 
número de espiras interfere nesse brilho. 
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2 REVISÃO DE LITERATURA 
 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 
Atualmente, a tecnologia nos tornou, em alguns casos, dependentes das 
funcionalidades de alguns aparelhos eletrônicos e eletrodomésticos, como é o caso dos 
smartphones e computadores pessoais que são utilizados, geralmente, na vida acadêmica e 
profissional de um indivíduo contemporâneo. Assim, para fazer esses aparelhos funcionarem 
corretamente é necessário existir uma fonte de energia proveniente da conversão de outras 
formas de energia como a potencial gravitacional, química e nuclear. 
 
Faraday e Henry descobriram que a corrente elétrica pode ser produzida em um fio 
simplesmente movendo-se um ímã para dentro ou para fora das espiras de uma bobina. 
Não era necessário para isso qualquer bateria ou outra fonte de voltagem – apenas o 
movimento do ímã em relação à bobina. (HEWITT, 2015, p.470). 
 
Isso aparentava ser um conceito sem muita importância para a época, mas nos dias 
atuais este representa o princípio de funcionamento dos geradores elétricos, uma vez que se 
demonstrou essencial para o desenvolvimento dos dínamos e a sua aplicação na produção de 
energia elétrica em proporções maiores. 
 
Fig. 1: Imã em movimento em uma espira circular 
Fonte: HEWITT, 2015, p.471 
 
Como afirma Hewitt (2015, p. 471), 
 
Empurrar o ímã para dentro de uma bobina com duas vezes mais espiras induzirá uma 
voltagem duas vezes maior; empurrá-lo para dentro de uma bobina com dez vezes 
mais espiras induzirá uma voltagem dez vezes maior; e assim por diante. O valor da 
voltagem induzida depende de quão rapidamente as linhas de campo magnético estão 
entrando ou saindo da bobina. Um movimento muito lento dificilmente produzirá 
qualquer voltagem. Um movimento rápido produz uma voltagem maior. 
 
Diante disso, é possível entender que a tensão é diretamente afetada pela quantidade 
de espiras. Assim, a Lei de Faraday pode ser demonstrada com um simples experimento onde 
a uma corrente pode ser induzida através da movimentação de um ímã no interior de uma 
bobina. 
9 
 
 
 
 
A LEI DE FARADAY 
 
A lei de Faraday sobre indução eletromagnética estabelece que a “voltagem induzida 
em uma bobina é proporcional ao produto do número de espiras pela área da seção transversal 
de cada espira e pela taxa com a qual o campo magnético varia no interior das espiras. ” 
(HEWITT, 2015, p.472). 
O fluxo magnético Φ𝛽 através de uma área finita é a integral da área considerada: 
 
𝜙𝛽 = ∫ �⃑� × 𝑑Α⃑ = ∫ Β 𝑑Α cos 𝜙 
 
Quando for uniforme em uma área plana, então: 
𝜙Β = Β⃑ × Α⃑ = BA cos 𝜙 
A lei da indução de Faraday: 
 
𝜀 = − 
𝑑𝜙Β 
 
 
𝑑𝑡 
Portanto, podemos identificar que para que uma voltagem seja induzida em uma espira 
de fio é essencial que exista “um campo magnético variável no interior da espira” (HEWITT, 
2015, p.472). 
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3 METODOLOGIA 
 
O presente trabalho está fundamentado em uma pesquisa qualitativa em que se faz 
necessário “compreender os passos de utilização dos principais métodos e/ou instrumentos de 
coleta de dados que podem ser utilizados nas pesquisas educacionais, sendo os principais: a 
observação, a entrevista e a análise documental” (SANT ANA; LEMOS, 2018, p. 535-536). 
Além disso, este trabalho é constituído de um procedimento experimental no qual o 
objeto de estudo necessita de observação. Esta, por sua vez, “[...] desempenha importante papel 
no contexto da descoberta e obriga o investigador a ter um contato mais próximo com o objeto 
de estudo [...]” (GERHARDT et al, 2009, p.74 apud SANT ANA; LEMOS, 2018, p. 536). 
Diante disso, a investigação se deu através do simulador intitulado “Lei de Faraday” 
que está disponível gratuitamente na plataforma educacional PhET Interactive Simulations 
desenvolvida pela University of Colorado Boulder e possui diversas simulações na área de 
matemática e ciências que possibilitam o entendimento de conteúdos de forma divertida e 
significativa. 
O simulador “Lei de Faraday” (Fig. 2) tem como objetivo de aprendizagem elucidar o 
que ocorre ao movermos um ímã no interior de uma bobina em velocidades variadas, 
observando também a intensidade de incandescência da lâmpada bem como o sinal de tensão. 
Além disso, o simulador permite verificar a diferença entre o movimento do ímã através da 
bobina do lado direito versus o lado esquerdo e, também, inserir uma outra bobina para explanar 
a diferença entre o movimento do ímã através da bobina com maior número de espiras em 
relação a bobina com menor número de espiras. 
 
Fig. 2: Página inicial do simulador “Lei de Faraday”. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
Após todas as configurações necessárias a cada observação serem ativadas no 
simulador, dar-se início ao experimento que consistirá em verificar como um campo magnético 
pode interagir com um fio e gerar um campo elétrico. 
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MATERIAIS UTILIZADOS 
 
Os materiais descritos estão disponíveis no simulador “Lei de Faraday” e podem ser 
observados em duas configurações: 
Primeira configuração: 
 1 ímã permanente 
 Fios de ligação 
 1 Voltímetro 
 1 Bobina 
 Esboço das linhas de campo 
 
Fig. 3: Página do simulador “Lei de Faraday” na primeira configuração. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
Segunda configuração: 
 1 ímã permanente 
 Fios de ligação 
 1 Voltímetro 
 2 Bobinas 
 Esboço das linhas de campo 
 
 
Fig. 4: Página do simulador “Lei de Faraday” na segunda configuração. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
1. Com todos os materiais da primeira configuração ativados no simulador, arraste e 
movimente o ímã permanente através da bobina; 
2. Observe o que acontece com o brilho da lâmpada ao deixar o ímã permanente estacionado 
no interior da bobina, ao aproximá-lo da bobina e durante o movimento deida e volta; 
3. Observe o que acontece com o ponteiro do voltímetro nas três situações citadas e também 
ao inverter os pólos magnéticos do ímã permanente; 
4. Redefina o simulador acionando o botão laranja no canto inferior direito do simulador, para 
evitar interferência na próxima simulação; 
5. A partir disso, ative os materiais da segunda configuração em que a segunda bobina pode 
ser adicionada com o botão localizado no canto central inferior do simulador; 
6. Arraste e movimente o ímã permanente através da primeira bobina e posteriormente através 
da segunda bobina; 
7. Observe o que acontece com o brilho da lâmpada e o ponteiro do voltímetro ao movimentar 
o ímã permanente através da primeira e da segunda bobina. 
8. Observe o que acontece em ambas configurações e anote os resultados. 
 
RESULTADOS E DISCURSÕES 
 
De modo geral, a execução do experimento permitiu verificar que é possível produzir 
um campo elétrico com o movimento de um ímã permanente através de uma bobina. Dessa 
forma, foi possível reproduzir o experimento e entender com mais profundidade a Lei de 
Faraday. 
Na primeira configuração foi observado que ao arrastar o ímã para o interior da bobina 
o brilho da lâmpada aumenta consideravelmente quanto mais aproximamos do centro e, logo 
desaparece ao estacionarmos o ímã no interior da mesma. No voltímetro, ao movermos o ímã 
para a direita ele tende a indicar um campo elétrico positivo e, já para esquerda um campo 
elétrico negativo, o mesmo ocorre ao inverter os pólos magnéticos do ímã. Também foi 
observado que quanto maior a velocidade com que movimentamos o ímã através da bobina 
maior será a intensidade do brilho da lâmpada.13 
 
Fig. 5: Página do simulador “Lei de Faraday” na primeira configuração – ímã estacionado no centro da bobina. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
 
 
Fig. 6: Página do simulador “Lei de Faraday” na primeira configuração – ímã em movimento através da bobina. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
Na segunda configuração, observou-se que ao movimentarmos o ímã permanente na 
primeira bobina, por conter maior número de espiras, faz a lâmpada produzir brilho de 
intensidade maior em relação a segunda bobina, que contém menos espiras. 
 
Fig. 7: Página do simulador “Lei de Faraday” na segunda configuração – ímã estacionado no centro da segunda 
bobina. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
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Fig. 8: Página do simulador “Lei de Faraday” na segunda configuração – ímã em movimento através da segunda 
bobina. 
Fonte: PhET Interactive Simulations. Acesso em: 11/07/2022 
Isso mostra que o brilho da lâmpada, que nesse experimento representa a força 
eletromotriz induzida, “[...] é dada pela taxa de variação do fluxo magnético, com sinal 
negativo, através da área delimitada pela espira” (SEARS; ZEMANSKY, 2015, p. 307). 
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4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A análise das duas configurações propostas relacionadas a área de Eletromagnetismo 
sobre o conteúdo da Lei de Faraday através do simulador PhET Interactive Simulactions, tornou 
a assimilação do conteúdo mais interativa e prazerosa, uma vez que o simulador “Lei de 
Faraday” continha elementos que traduzem a produção de energia elétrica tão essencial para a 
nossa sociedade atual. 
A descoberta de Faraday é um dos conceitos mais importantes do eletromagnetismo, 
uma vez que a transformação da energia mecânica em energia elétrica se mostra bem eficiente 
para a manutenção dos sistemas elétricos. Essa descoberta está presente nos geradores 
eletromagnéticos, componentes essenciais para a geração de energia elétrica composto em sua 
maior parte por hidrelétricas, termoelétricas e parques eólicos. 
Com isso, o experimento mostrou que só haverá indução de um campo elétrico se 
existir variação do fluxo do campo magnético que atravessa as bobinas. Ao manter o ímã 
estacionado não haverá indução de um campo elétrico, como observamos no ponteiro estático 
do voltímetro dado pelo simulador. Além disso, quanto mais rápido for o movimento do ímã 
mais o ponteiro se agita ou maior será a indução do campo elétrico 
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REFERÊNCIAS 
 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K. S. Fundamentos de Física. 9. ed., Rio de 
Janeiro: LTC, 2012, v. 3. 
 
HEWITT, Paul G.; Física Conceitual. 12. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, 2015. 
 
SANT ANA, Wallace Pereira; LEMOS, Glen Cézar. METODOLOGIA CIENTÍFICA: a 
pesquisa qualitativa nas visões de Lüdke e André. Revista Eletrônica Científica Ensino 
Interdisciplinar, v. 4, n. 12, 2 maio 2020. 
 
SEARS, F.; YOUNG, H. D.; ZEMANSKY, M.W. Física III. 14. ed., São Paulo: PEARSON, 
2015.