Os fenômenos eletromagnéticos e a indução eletromagnética.

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO 
CENTRO DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
CURSO – FÍSICA LICENCIATURA 
DISCIPLINA -EXPERIMENTO EM ELETRICIDADE E MAGNETISMO 
 
 
 
 
 
 
Os fenômenos eletromagnéticos e a indução eletromagnética. 
 
Ricardo Barbosa do Vale 
 Prof.: Renato Rodrigues 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Luís 
2017 
 
 
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Sumário 
1.INTRODUÇÃO ......................................................................................................................................... 2 
2.FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .............................................................................................................. 3 
3.FUNDAMENTAÇÃO EXPERIMENTAL .................................................................................................. 3 
5.RESULTADOS E DISCURSSÃO ........................................................................................................... 5 
5.CONCLUSÃO .......................................................................................................................................... 7 
6.REFEFÊNCIAS........................................................................................................................................ 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.INTRODUÇÃO 
 
A lei de Faraday estabelece que esta força eletromotriz induzida é decorrente da variação 
temporal do f luxo do campo magnético através da superfície S limitada p ela curva C. 
Essencialmente esta lei estabelece que onde há um campo magnético variável no tempo há 
também um campo elétrico diferente em sua essência do campo eletrostático produzido por cargas 
elétricas em repouso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1 Indução eletromagnética 
A indução electromagnética é o fenômeno que origina a produção de uma força electromotriz (f.e.m. 
ou tensão) num meio ou corpo exposto a um campo magnético variável, ou bem num meio móvel 
exposto a um campo magnético estático. É assim que, quando o dito corpo é um condutor, produz-se 
uma corrente induzida. Este fenómeno foi descoberto por Michael Faraday que o expressou indicando 
que a magnitude da tensão induzida é proporcional à variação do fluxo magnético (Lei de Faraday). 
Por outro lado, Heinrich Lenz comprovou que a corrente devida à f.e.m. induzida se opõe à mudança 
de fluxo magnético, de tal forma que a corrente tende a manter o fluxo. Isto é válido tanto para o caso 
em que a intensidade do fluxo varie, ou que o corpo condutor se mova em relação a ele. 
Indução electromagnética é o princípio fundamental sobre o qual 
operam transformadores, geradores, motores elétricos e a maioria das demais máquinas eléctricas. 
Independentemente do tipo de combustível ou fonte de energia usada para gerar energia elétrica, em 
quase todos os casos é gerada energia mecânica de rotação que é logo usada para gerar eletricidade. 
Um exemplo é a energia eólica, uma das fontes de energia renováveis que estão a ser utilizadas para 
reduzir a contaminação produzida pelos combustíveis fósseis. Portugal é um dos países em que a 
energia eólica corresponde a uma percentagem mais elevada da energia elétrica total, com 
aproximadamente 9%. 
O princípio que permite transformar a energia mecânica de rotação em eletricidade é a indução 
eletromagnética. 
2.2 Campo elétrico induzido 
Consideremos uma barra condutora em movimento dentro de um campo magnético uniforme, �⃗� , como 
se mostra na figura abaixo. Sobre cada partícula com carga q dentro do condutor atua uma força 
magnética: 
𝐹 = 𝑞 𝑣 𝑥 �⃗� (01) 
Essa força magnética faz deslocar as cargas de condução no condutor; na situação da figura acima, 
ficará um excesso de cargas negativas no extremo inferior da barra, e um excesso de cargas positivas 
no extremo superior, independentemente do sinal das cargas de condução. 
Mas se analisarmos o problema do ponto de vista do referencial S', que se desloca com o condutor, 
nesse referencial o condutor está em repouso e, portanto, não existe nenhuma força magnética sobre as 
cargas. Como se explica acumulação de cargas nos dois extremos da barra? 
O problema está em que a velocidade é uma grandeza relativa, diferente em diferentes referenciais; isso 
implica que, para que a equação acima seja correta, é preciso alguma condição adicional que defina 
exclua todos os referenciais, excepto um onde a equação é válida. A segunda lei de Newton implica 
que as força deve ser invariante, devido a que a aceleração e a massa são invariantes. 
�⃗⃗� = 𝑞(�⃗⃗� + 𝑣 𝑥 �⃗� ) (02) 
A força eletromagnética é invariante. A primeira equação é válida unicamente num referencial em que 
o campo elétrico seja nulo. No referencial que se desloca com a barra na figura, deverá aparecer um 
campo elétrico induzido: 
 
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𝐸𝑖 ⃗⃗⃗⃗ = �⃗� 𝑥 �⃗⃗� (03) 
 
Figura 1. Barra condutora em movimento, dentro de um campo magnético. A força magnética faz 
acumular cargas opostas nos extremos da barra. 
 
que produz uma força elétrica igual à força magnética observada no referencial em que a barra se 
desloca com velocidade relativa �⃗⃗� . É como se existisse uma, no condutor, igual à diferença de 
potencial entre os extremos. Se o comprimento da barra for L , a f.e.m. induzida será: 
𝜀𝑖 = 𝐿[𝑣 𝑥 �⃗� ] (04) 
 
 
Figura 2. Campo elétrico induzido pelo movimento dentro do campo magnético. 
 
 
 
 
 
 
 
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3.FUNDAMENTAÇÃO EXPERIMENTAL 
3.1 Os materiais necessários são os abaixo discriminados: 
• 01 bobina de 600 espiras; 
• 01 armadura laminada de silício em “ U”; 
• 01 bússola projetável; 
• 01 fio de poliamida; 
• 01 suporte em “ V” com duplo gancho para ímã; 
• 01 ímã em barra; 
• 01 fonte de alimentação CC; 
• 04 conexões de fios com pinos de pressão; 
• 01 galvanômetro tipo D; 
• 01 chave de três posições; 
• 02 clipes para papeis; 
• 01 retroprojetor. 
 
 
Figura 3. Materiais 
 
Figura 4. Materiais 
 
 
 
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4.RESULTADOS E DISCURSSÃO 
 
5.1 Conectamos a bobina de 600 espiras ao galvanômetro de zero central, conforme a figura abaixo: 
 
 
Figura 5. Bobina de 600 espiras ao galvanômetro de zero central. 
 
5.2 Observamos a escala do galvanômetro ao aproximarmos o polo norte do ímã em barra. 
Ouve uma oscilação do ponteiro do galvanômetro, 
 
Figura 6. Anexos 
5.3 Tornamos á aproximar a bobina do polo norte magnético do ímã, e paramos com ele próximo da 
mesa e tornamos a afastar. 
5.4 Induzimos no interior da bobina a armadura laminada da forma de “U” 
5.5. Os fenômenos eletromagnéticos foram vários. A corrente elétrica passa por um condutor, 
variando o fluxo magnético sobre um condutor fechado. 
 
 
 
 
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Figura 7. Anexos 
 
Figura 8. Anexos 
 
Figura 9. Anexos 
 
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5. CONCLUSÃO 
Vimos nos experimentos aplicações das leis de Faraday e Lenz. Que induz que o circuito a través do 
qual o fluxo varia com o tempo, é induzida uma f.e.m. Essa variação pode ser obtida de duas maneiras. 
Por meio de deslocamento de um condutor ou pormeio da variação da intensidade ou da direção da 
indução através de um circuito fixo. No caso da lei de Lens ela difere um pouco com as diferentes 
‘’causas’’ da f.e.m. Ela estabelece que: ’’O sentido de uma f.e.m. induzida e tal que ela se opõe a 
causa que produz’’. Entendemos que a f.e.m. se opõe a variação do fluxo e não ao próprio fluxo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.REFEFÊNCIAS 
1. Cavalcante, Kleber G. «Lei de Joule». Terra. Mundo Educação. Consultado em 11 de outubro 
de 2013 
2. Vaz Guedes, Manuel. «A Lei de Joule» (PDF). Universidade do Porto. Faculdade de 
Engenharia da Universidade do Porto. Consultado em 11 de outubro de 2013 
3. Roldan, J. «Efeito Joule». Eletricidade Eletrônica. Lisboa: Plátano Editora 
4. Matias, J.V.C. Tecnologias de Eletricidade. 10° Ano. Lisboa: Didática Editora 
5. Villate, Jaime E. Eletricidade e Magnetismo. Porto: [s.n.] p. 22. ISBN 978-972-99396-2-4 
6. Maciel, Noemia (2012). Física, 12 Classe. Luanda: Porto Editora. ISBN 978-972-0-08020-2