Os Fundamentos da Física - Vol 3 - 9 Edição-361-363

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iii;i:i @ S.correntes de Foucault
Até agora consideramos apenas condutores em forma de fio, mas podemos obter também corren_
tes ìnduz-idas em condutoÍes macìços consideremos um cubo de cobre íixo (figum '16), submetido a
um campo magnético varìável. Dentrc desse cubo podemos encontrar grande número de percLlrsos
Íechados, como o que 5e destaca na figura. Em cada peÍcurso Íechado, o fluxo magnético vafia com o
tempo e, portanto, Íems induzidas fazem circular, no interior do cubo, correntes induzidas, chamadas
correntes de Foucault*.
Figu.a 16. Quando um cubo de cobr€ fixo é submetidoa um
câmpo mâgnético vãÍiáv€1, tuÌ9êm as corêntê5 de Foucault.
Se considerarmos que um condutor maciço tem resistência eìétrica muito pequena, as coÍrentes de
Foucau|t podem atingi| intensidades muito e|evadas' Quando isso ocorre, há dissipação de .onsìdeíáVeìs
quantidades de energia, causando o aquecimento do condlltot
A principal aplìcação desse fenômeno é na construção dos fornos de indução, em qLle uma peça
metálica se Íunde devido ao efeito Joule originado pelas corrcntes de Foucault.
Podem-se obter também correntes de Foúcauìt qLlando o condutor macìço se move em um campo
magnético uniforme. Na Íigura 17, a variação do fluxo magnético é devida à variação da área do pêndulo
oue atravessa o campo,
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FisuÍâ r 7. (a) Pêndulo os(ilando livrêmênte (b) Pêndulo oscilando entre as faces dê um ímã
em Íorma deferradum
O condutor é ligado por meio de um cabo isolante a um eìxo, formando um pêndulo que, de início,
oscÌla livremente (Íìgura 17a).
colocando-se uà ímã em Íorma deferradura perpendicularmente ao plano de oscilação do pêndulo,
ve ficamos que as oscilações são acentuadamente amortecìdas As forças magnéticas, agindo sobre as
correntes de Foucaul! freiam o pêndulo (figu.a 17b).
:t FOUCAU LT, Léon (1 81 9r s6st ísico fEncês maglnouométododoespelhÕgìÍatóÍiopãÈâm€dldadeveÔcldade
d a uz e dem onst rcu a exisÌênc ia dãs corente5 ind uzidas em .o rpos ma ciços cÔnd utores
CaplÌulo15 . INDUçÃo EÌRoüÁcNrÌrca l6t .
Algumas vezes, as correntes de Foucault são indesejáveis e, para reduzi-las, o condutoré constituído
de lâminas, isoladas umas das outras por meio de um esmalte especial e dispostas parâlelamente às linhas
de ìndução (figura 18). Essa disposição das lâminas aumenta a resistência elétrica e diminui a intensìdade
das correntes de Foucault, Utìliza-se esse esquema em muitas máquinas elétricas, como o traníormador
(como veremos no capítulo I6, item 4), nas quais é necessáÍìo diminuir a dissipação de energia elétrica.
FiguÌa ra. Pâla rêduzir âs corfenter de Foucaull o
condutor ma.iço é laminado e as lâminâs 5ão isoladas.
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' ' @ 9. Bobina de indução
FiguÌa 19. Bobinà de indução.
Uma importânte uti l ização prática da bobìna de indução é no cÍcuito de ignição dos motoÍes a
explosão. Nesse circuito devem-se obter altas ddps, a fim de provocar, no interior dos cilindros, a faísca
que originará a combustão da mìstura ar-combustível. A intefrupção da corrente no cìrcuito primário é
Íeita eletronicamente pelo sistema de ignição transistorizadâ.
Uma impoÍtante aplicação da indução eletromagnética é a bobina de indução, destinada à obten-
ção de elevadas ddps.
Considere um solenóide de íio de cobre grosso (figura 19) ligado a um geradoi de corrente conti
nua por meio de uma chave Ch. Esse solenóìde denomìna-se enrolamento primário. No seu inte or,
é colocado um núcleo cilíndrico, formado poÍ um Í€ìxe de arames de ferro justapostos, mas isolados
entre sì, a fim de se reduzirem as correntes de Foucault. Observe também o conjunto de espiras de fio
de cobre fino em circuito ab€Íto, chamado enrolamento secundário. O enrolamento secundário é
totalmente independente do primário.
Interompendo-se perìodicamente a corrente no enrolamento primário (fechando e abrindo Ch),
o fluxo magnético é varìável. Originam-se, então, no enrolamento secundário, fems induzidas que po-
dem assumir valoíes bastante elevados, como mostfa o gráfìco da figura 20. Normalmente, o ar é um
isolante, mas, quando há uma grande ddp entre dois terminais próximos, o circuito pode ser fechado
momentaneamente pela ìonìzação das moléculas do ar Quando úso ocorre nos terminais do enrola-
mento secundário, salta a faísca destacada na Íìgum I9.
A eficiência da bobina é aumentada pela ligação do capacitor (figura 19). Sem o capacìtoÍ, o faú-
camento na chave retaÍdaria a ìnterrLrpção do circuito, o que dimìnuiria a fem induzida no secundárìo.
Fio gfosso: enrolamÊnto primárió
Fio fino: enrolamenlÒ secundário
FiguÌa 20, cráfico da €offente no primário
e da Íêm induzida no s€cundárìo de uma
bobinã de indução êm função dotempo.
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uuÌa de eletromãgnetismo, o pro-
lessor Emmuel faz a nontagem mGthdâ, esque-
mãticamente, na igura. Nessa môniagem, uma
barra de metal não-magnético está em contato
elétrico com dois trilhos metálicos paralelos e
pode desÌizar sobre êles, 6em atrito. Esses trilhos
estáo flxos sobre uma mesa horizontal, em uma
regiAo onde há um campo magnético unilorme,
verticale para baixo, qüe estáindicâdo, nã Êgura,
pelo siúbolo @. Os trilhos são ligados em série
a um âmperÍmefo e a um resistoÍR. Considere
que, iniciáÌmente, a barra está en repousô. Em
certo momento, Emanuel eÍnpufta ã bãrta no
sentido indicado peÌâ setâ e, em seguida, solta-â.
Nessa sitüação, ele observâ uma cortente eÌétrl
a) Con bâse ness6 iniomaçóes, indique. na n
gura, osentido dacorrcnte elét.icã obseNada
por Emduel. Justifique suâ respostâ.
b) Àpós a barra ser soÌta, sua velocidade dimÍ
nui, permúece codstartê ou auenta com o
tempo? Justiflque suâ resposta.
ffiUma espüa retansular, de dimensões 30 cm por
10 cm e resistência de l0 ohms, move-se com
velocìdade de 5 cft/s, perpendiculatmente ao
campo magnético unilorme de indução 2 T. Qual
é a intensidâde e o sentido da corÍente elétricâ
indüzida nâ espira, 2 s após ã sitúação indicada
ffiiGuvesrsP) uma espira condütorã ideal, com
1,5 m por 5,0 m, é deslocada côm velocidade
constânte, de taì Iorma que üm de seus lados
aÚâv$sã uma região onde existe um campo
magnético à uniforme, criâdo por um grande
eletroimã. Esse lado da espira leva 0,5 s paÍa
atravessar a .egiáo dô campo. Na espira está
inseridauma resistência  com as caracteristic6
descritas, Em conseqüência do moviôento da
. .rl0
espira, duÍânte esse intervãlo de tempo, obser-
va-se uma vêÍiação de temperâtura, em Ã, de
40 "C. Essa medidâ de tenperatura pode, então,
seÍ utilizada coúo üma lorma indircta para esti C'
nãÍ o valoÍ do cãmpo mâgnêtico Ã
t
a) a energia A. em joules, dissipada no resistor
sob a forma de calori
b) a corrente 1, em anpèÍes, qoepercorre o Ìesis-
to. du.ânte oâqüêcimento; +
c) o vâlor do cãmpo magnético B, emteslâs.
Caracteristicas do resistor Â:
calor especinco = 0,33 caì/g. "C
W
,ã = 1 . B r é a intensi.Ìade da Iorça Fque age
sobre um Êo de compdmento r, percoÍr'do
p+or uma corrente 1, em um campo magnético
B.
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tromotÍiz indüzida ê igüãl àvariação do fluÌo,
magnéticô iD por unidâde de tempo, O = A.S,
onde B é a intensidade do campo âúavés de
uma superlÍcie de á.ea .', pe.pendicular ao
cmpo.
Urnâ espira está iúersã num.mpo magnético de
indução d coniorme indicâ a ÊguE.
Determlne o seniido dã corente induzidã na
a) A cresce com otempo;
b) A decresce com otempo.
CAPìTULoIS . INDUçÃoíEÌRoMÀcNÊ'.À ,69 .