Eletromagnetismo

Prévia do material em texto

CAPÍTULO 
XX EELLEETTRROOMMAAGGNNEETTIISSMMOO 
 
 
 
 
 
As usinas hidrelétricas aproveitam o desnível existente em um rio para que a água faça girar enormes 
turbinas e, assim, “gerar” a energia elétrica - essencial ao nosso cotidiano. Essas usinas transformam a 
energia mecânica do curso d’água em energia elétrica, conforme discutiremos neste capítulo. 
AUTORES 
Clóvis Souza Nascimento 
Danilo Leal Raul 
Emanuel Gabriel dos Santos 
Fábio Silva Lopes 
 
2 
Sumário 
 
Capa.......................................................................................................... ................................1 
 
Sumário....................................................................................................... ..............................2 
 
Um pouco de história. ..............................................................................................................3 
 
 Indução eletromagnética I. ......................................................................................................5 
 
 Fluxo magnético. ....................................................................................................... ..............8 
 
Indução eletromagnética.II ......................................................................................................9 
 
Atividade experimental. ....................................................................................................... ..10 
 
Relatório. ....................................................................................................... .........................11 
 
Sentido da corrente. ...............................................................................................................12 
 
Lei de Faraday-Neumann. ......................................................................................................12 
 
Corrente de Foucault. ....................................................................................................... ......13 
 
Aplicações da indução eletromagnética. ................................................................................14 
 
Exercícios. ...............................................................................................................................16 
 
Referência bibliográfica ..........................................................................................................19 
 
Paginas na internet.................................................................................................................19 
 
3 
 
Um Pouco de História 
 
 
A história da indução eletro-
magnética, descoberta por Michael Faraday 
no século XIX, é um exemplo de trabalho 
que oferece aos estudantes uma concepção 
realista do processo de desenvolvimento da 
Ciência. A aplicação dessa ciência 
exemplifica uma ferramenta útil para o 
diálogo com o mundo e com a sua possível 
transformação. Essa lei não foi descoberta 
por acaso ou por um lampejo de idéias 
surgidas da mente de um cientista brilhante, 
mas, sim, fruto de muitos esforços, leituras e 
estudos aplicados. 
Quando Faraday nasceu em 22 de 
Setembro de 1791 em Newington Butts, 
Surrey, seus pais, James Faraday, que 
trabalhava como ferreiro, e Margaret 
Hastwell já tinham dois filhos: Elizabeth e 
Robert. Aos cinco anos, numa época em que 
a Inglaterra sofria conseqüências da 
Revolução Francesa, a família mudou-se 
para Londres. 
Foram tempos difíceis e Faraday não 
teve acesso a uma formação básica de 
qualidade. Somente aos 13 anos, traba-
lhando como ajudante de encadernação em 
uma livraria, Faraday teve contato com os 
livros. Foi dessa forma que ele melhorou a 
sua formação, lendo com afinco e grande 
interesse todos os livros que podia. Em 
1812, por intermédio de um cliente da 
livraria, Faraday assistiu a uma série de 
quatro conferências do químico Humphry 
Davy, na Royal Institution. Fez anotações 
detalhadas dessas conferências e as enviou 
para Davy pedindo um emprego em 
qualquer função relacionada à Ciência. No 
ano seguinte, aos 22 anos, Faraday tornou-
se auxiliar de laboratório de Humphry Davy. 
Nos anos que se sucedem, Faraday 
esteve voltado para os trabalhos que Davy 
desenvolvia em seu laboratório, um dos 
mais bem equipados da Inglaterra, 
direcionados à área de Química. Nesse 
período, através das viagens que fazia com 
Davy, Faraday manteve contatos com 
cientistas de diferentes áreas e pode, então, 
aprender a ver os problemas e questões do 
momento por uma perspectiva científica. Foi 
trabalhando com Davy que Faraday adquiriu 
um enorme traquejo experimental. 
Só a partir da divulgação dos 
trabalhos de Christian Orsted sobre o 
eletromagnetismo, em 1820, foi que 
Faraday, paralelamente as suas funções no 
laboratório já como substituto de Davy na 
superintendência do órgão, começou a 
executar trabalhos independentes. Até 1830 
os principais trabalhos divulgados por 
Faraday foram sobre Química e foi só em 
1831, já com a descoberta da indução 
eletromagnética, que ele iniciou um período, 
no qual, se envolveu cada vez mais com 
pesquisas físicas sem nunca abandonar, no 
entanto, a Química. 
Na primeira fase dos seus trabalhos 
voltados para a física, Faraday se dedicou a 
analisar os trabalhos científicos já 
produzidos nessa área e a reproduzir os 
diversos experimentos já elaborados por 
outros cientistas, onde pode observar 
resultados estranhos que o levou a fazer 
novas investigações. Na primeira expe-
riência, Faraday trabalhou a ideia, que hoje 
sabemos ser equivocada, de que um fio 
conduzindo corrente elétrica deveria atrair 
ou repelir os pólos magnéticos de uma 
 
4 
agulha imantada. O ponto mais importante 
dessas investigações foi que, ao repetir os 
experimentos, Faraday se convenceu de que, 
ao invés de sofrer atração ou repulsão, o 
pólo magnético da agulha tende a girar em 
torno do fio condutor. A partir de então, 
Faraday realizou vários experimentos para 
aprofundar o entendimento do fenômeno 
apresentado. No primeiro experimento ele 
produziu a rotação de um fio condutor ao 
redor de um imã e no segundo, ele 
conseguiu fazer o pólo girar ao redor do fio. 
Nos dois primeiros experimentos ele 
verificou que invertendo o sentido da 
corrente elétrica o sentido de rotação era 
invertido. 
Após um período se defendendo de 
apropriação indevida das idéias de 
Wollaston sobre a rotação eletromagnética, 
Faraday trabalhou em mais vinte e quatro 
experimentos sobre rotação de fios ou imãs 
sobre seus próprios eixos. 
Nas suas primeiras tentativas de 
influenciar a intensidade de correntes 
elétricas através de imãs Faraday não 
obteve sucesso. Com esses resultados 
negativos ele se sentiu desmotivado em 
prosseguir nas pesquisas naquele momento. 
Foi quando, em 1831, com o início de uma 
nova fase de pesquisas sobre eletro-
magnetismo, Faraday encontrou o que 
parecia ter buscado desde o final de 1825, a 
indução eletromagnética. 
Nesse experimento, que o levou a 
descoberta da indução eletromagnética, 
Faraday construiu um anel de ferro, no qual, 
várias espiras de fios foram enroladas ao 
redor de uma das metades do anel. Faraday 
denominou esse lado de A. No outro lado do 
anel, separados por um intervalo, os fios 
foram enrolados em dois pedaços, 
mantendo a direção das primeiras espiras. 
Este lado foi chamado de B. Faraday uniu os 
dois enrolamentos do lado B e ligou as suas 
extremidades por um fio de cobre 
posicionando-o sobre uma agulha mag-
nética Dessa forma, ao conectar o 
enrolamento do lado A em uma bateria, 
esperava um o movimento da agulha sob o 
fio do lado B indicando que a corrente 
circulante no enrolamento A induziria uma 
corrente no lado B. O efeito foi observado, 
porém,a agulha só indicava a passagem da 
corrente no lado B no momento imediato 
em que o lado A era conectado ou 
desconectado da bateria. Quando a 
corrente estava fluindo continuamente no 
lado A nada ocorria no lado B. Faraday fez 
novos experimentos com arranjos diferentes 
sempre observando o mesmo resultado. Em 
um desses momentos, Faraday percebeu 
que metais em movimento eram magnéticos 
embora não o fossem quando em repouso. 
Essa percepção o motivou em suas 
atividades e se refletiu nos próximos 
experimentos. Em um deles, sem uso de 
nenhuma bateria, Faraday obteve corrente 
elétrica induzida pela ação de um imã 
permanente que produzia uma rápida 
variação magnética sobre o anel com as 
bobinas de fio. Agora já sabedor que uma 
corrente elétrica poderia ser produzida sob a 
influência do efeito produzido por outra 
corrente ou sob a variação brusca da ação 
magnética, Faraday realizou em 17 de 
Outubro de 1831 o seu experimento mais 
conhecido: a indução de uma corrente pela 
movimentação de uma barra magnética 
dentro de uma bobina. Com esse 
experimento, o princípio que o movimento 
de um imã gera uma corrente elétrica em 
um condutor foi comprovado. O trabalho 
realizado por Faraday complementou a 
descoberta do eletromagnetismo por Orsted 
e ofereceu a base necessária para o 
desenvolvimento de novas pesquisas. 
 
 
 
5 
 
IINNDDUUÇÇÃÃOO EELLEETTRROOMMAAGGNNÉÉTTIICCAA II 
 
É inegável a contribuição da corrente 
elétrica para o desenvolvimento tecnológico 
que tanto contribui para o conforto do 
homem, seja nos momentos de 
entretenimento, ou no desempenho das 
suas atividades do dia a dia. Sabemos que 
qualquer aparelho que apresenta um cabo 
com um plug na sua extremidade, necessita 
ser ligado a uma rede elétrica para seu 
funcionamento. Mas, qual é o processo de 
produção da energia elétrica que a torna 
disponível em uma tomada e que permite o 
funcionamento de um aparelho ao ser 
plugado a uma tomada elétrica? 
Para entendermos esse processo 
vamos abordar um tema do 
eletromagnetismo que foi denominado por 
indução eletromagnética. Opostamente ao 
fenômeno que ocorre no motor, presente 
na maioria dos aparelhos que apresentam 
movimento de rotação de um eixo a partir 
da passagem de uma corrente elétrica por 
uma bobina submetida a um campo 
magnético, a indução eletromagnética 
corresponde ao surgimento de uma 
corrente elétrica em um material condutor 
quando este está submetido à ação de um 
fluxo magnético, cuja intensidade varia no 
tempo. É exatamente o entendimento desse 
conceito que deu origem ao 
desenvolvimento dos recursos tecnológicos 
que temos disponíveis nos dias de hoje 
facilitando as nossas tarefas diárias. 
Tudo começou no início do século 
XIX, quando o físico inglês Michael Faraday 
percebeu que, em uma região do espaço, na 
qual há um campo magnético variando no 
tempo, um campo elétrico é gerado. Se 
nessa região for colocado um circuito 
elétrico, uma corrente elétrica é nele 
induzida devido a tensão elétrica induzida 

 
(força eletromotriz). 
 
 
Mesmo não havendo circuito 
elétrico, a lei de Faraday prevê a indução de 
um campo elétrico nessa região. A 
expressão matemática, comprovada 
experimentalmente, que representa o 
conteúdo exposto anteriormente, é dada 
por: 
t
B





. O sinal negativo dessa 
expressão corresponde ao fato de que o 
fluxo da variação temporal do campo 
magnético criado pela corrente induzida se 
opõe ao fluxo da variação temporal do 
campo magnético que a originou (Lei de 
Lenz). A comprovação experimental é 
observada ao aproximarmos um imã de 
uma bobina variando a velocidade de 
aproximação e verificando a variação da 
intensidade da corrente elétrica detectada 
por um galvanômetro ligado em série com a 
bobina. 
Para entendermos melhor o 
fenômeno da indução eletromagnética, 
observamos na figura abaixo que, 
dependendo da posição da bobina em 
relação à direção das linhas do campo 
magnético, o fluxo magnético varia através 
da superfície. 
 
 
O fluxo magnético de um campo 
magnético através de uma espira de área A 
é dado por 
 cos..AB
, onde α é o 
ângulo entre o campo B e o vetor n , 
normal à superfície da espira. Na figura A, 
como o ângulo α=0°, temos um fluxo 
magnético máximo. Na figura C, temos o 
ângulo α=90° e, portanto, um fluxo 
magnético nulo. A unidade de fluxo 
magnético no SI é 
2.mT
, que recebe o nome 
de weber (Wb) em homenagem ao físico 
alemão Wilhelm Weber (1804-1891). 
Temos a seguir o esquema de um 
alternador, no qual, a bobina que está 
imersa em um campo magnético está 
acoplada a um eixo que gira ao ser acionado 
pelo motor. Nessa aplicação, devido a 
variação do fluxo que flui pela área da 
bobina como mostrado acima, temos o 
surgimento de uma tensão cujo sentido se 
alterna a cada ciclo de rotação da bobina. 
As escovas e os anéis onde a tensão 
alternada é disponibilizada é denominado 
por coletor. 
 
 
 
 Se, na figura acima, substituirmos o par de anéis por um anel dividido em dois 
setores, podemos obter uma corrente contínua de intensidade variável - que é chamada 
corrente pulsante. A figura abaixo ilustra o comutador e a respectiva forma de onda da 
corrente obtida. 
 
 
Em uma usina hidrelétrica, onde a 
energia potencial de um grande volume de 
água represada em uma enorme área é 
transformada em energia elétrica através de 
um processo que tem como princípio básico 
a aplicação da Lei de Faraday, quem se 
movimenta são os eletroímãs acoplados ao 
eixo (rotor) da turbina que, posicionada 
bem abaixo do nível da água gira ao sofrer a 
ação da água direcionada para as suas pás. 
O movimento desse eletroímã faz com que 
os enrolamentos presentes na parte fixa 
(estator) fiquem imersos em um fluxo 
magnético variável fazendo surgir uma 
tensão eficaz da ordem de 15000V que, 
para sua transmissão é elevada por uma 
subestação elevadora para tensões com 
cerca de 300000 V eficazes. Ao longo da 
linha transmissora a tensão vai sendo 
derivada para subestações abaixadoras que 
disponibiliza a tensão conforme as 
necessidades dos consumidores. Para 
consumidores residenciais a subestação 
reduz a tensão para 127V e 220V. 
Outro gerador de corrente elétrica 
que apresenta o mesmo princípio de 
funcionamento e, para nós, é muito mais 
palpável que o sistema gerador de uma 
usina hidrelétrica, é o dínamo de bicicleta. 
Assim como nas usinas hidrelétricas, o 
dínamo apresenta uma parte fixa, 
constituída por enrolamentos, onde a 
corrente vai ser gerada. Na parte móvel que 
é acoplada ao eixo da roda da bicicleta 
encontra-se o elemento que cria o campo 
magnético. Esse elemento, que corresponde 
a um imã permanente, ao ser girado faz 
com que o fluxo magnético que passa pelas 
bobinas do estator varie induzindo uma 
tensão elétrica que, ligada ao circuito da 
lâmpada da bicicleta, produz uma corrente 
mantendo a lâmpada acesa enquanto o 
ciclista tiver forças para acionar o pedal da 
sua “magrela”. 
FFLLUUXXOO MMAAGGNNÉÉTTIICCOO 
 
 Fluxo magnético através de uma espira de área A imersa num campo magnético 
uniforme de indução B é, por definição: 
 
 
 
onde θ é o ângulo entre o vetor B e a normal n à espira. A unidade de fluxo no SI é o weber 
(símbolo Wb). Se a espira estiver inclinada em relação ao vetor B (caso a), ela será 
atravessada por um número de linhas de indução menor do que aquele que a atravessa 
quando ela é perpendicular a B (caso b), sendo o fluxo conseqüentemente menor. Quando a 
espira for paralelaao campo, não será atravessada por linhas de indução e o fluxo será nulo 
(caso c). 
 
 
 
 
 
 Por isso, podemos interpretar o fluxo magnético Φ como sendo a grandeza que 
mede o número de linhas de indução que atravessam a superfície da espira. 
 
 
 
9 
 
IINNDDUUÇÇÃÃOO EELLEETTRROOMMAAGGNNÉÉTTIICCAA IIII 
 
 
 Toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia com o tempo, surge, no 
circuito, uma f.e.m. induzida. 
 
MANEIRAS DE SE VARIAR O FLUXO MAGNÉTICO 
 
 
 
• Variando B: basta aproximar ou afastar um ímã ou um solenóide de uma espira (I) ou 
mantendo-se o solenóide fixo, varia-se a resistência do reostato e consequentemente varia 
o campo magnético que ele gera (II). 
 
 
 
 
• Variando o ângulo θ: basta girar a espira (III) 
 
 
 
 
• Variando a área A: (IV) e (V) 
 
 
 
 
10 
 
AATTIIVVIIDDAADDEE EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL 
 
Geração de Energia Elétrica 
 
Observe o material que está sobre a bancada: tubo de PVC, bobina, LED's, parafuso e imãs 
 
 
 
Coloque o tubo na posição vertical. Pegue o prego com os imãs e solte-o no início do tubo, para que 
caia por dentro dele, da maneira descrita no esquema abaixo: 
 
 
Descreva o que acontece. Vire o tubo de cabeça para baixo e repita o procedimento. Descreva o que 
acontece. 
 
 
11 
RREELLAATTÓÓRRIIOO 
 
Geração de Energia Elétrica 
 
1. O que acontece quando você solta o imã dentro do tubo? 
 
 
 
 
 
 
2. Com base nos fenômenos eletromagnéticos estudados, explique por quê as lâmpadas 
acendem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. As “lâmpadas” utilizadas são LED’s, dispositivos que permitem a passagem da corrente 
elétrica apenas em um sentido, que pode ser identificado por um chanfro (peça ajuda ao 
professor para a localização). Verifique como os LED’s estão ligados à bobina e explique 
porque o LED que acende muda quando o tubo é invertido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
SSEENNTTIIDDOO DDAA CCOORRRREENNTTEE IINNDDUUZZIIDDAA -- LLEEII DDEE LLEENNZZ 
 
 A lei de Lenz permite determinar o 
sentido da corrente elétrica induzida: o 
sentido da corrente elétrica induzida é tal 
que, por seus efeitos, opõe-se à causa que 
lhe deu origem. Na figura a, consideramos 
como circuito induzido uma espira ligada a 
um amperímetro de zero central. Enquanto 
o pólo norte do ímã se aproxima da espira, a 
corrente induzida tem um sentido tal que 
origina, na face da espira voltada para o 
ímã, um pólo norte. Esse pólo opõe-se à 
aproximação do ímã e, portanto, à variação 
do fluxo magnético, que é a causa da fem 
induzida. Ao se afastar o ímã, a corrente 
induzida origina, na face da espira voltada 
para o ímã, um pólo sul, que se opõe ao 
afastamento do ímã (figura b). Na figura a, 
em relação ao observador O, a corrente 
induzida tem sentido anti-horário e, na 
figura b, horário. 
 
 
 
 
LLEEII DDEE FFAARRAADDAAYY--NNEEUUMMAANNNN 
 
 A lei de Faraday-Neumann permite 
determinar a fem induzida: a fem induzida 
média em uma espira é igual ao quociente 
da variação do fluxo magnético pelo 
intervalo de tempo em que ocorre, com 
sinal trocado: 
 
 
 Para um condutor retilíneo 
deslizando com velocidade v sobre um 
condutor dobrado em forma de U e imerso 
num campo magnético uniforme de indução 
B, a fem induzida é dada por: 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
CCOORRRREENNTTEESS DDEE FFOOUUCCAAUULLTT 
 
Estudamos a indução 
eletromagnética que se processa num 
condutor em forma de fio, colocado num 
campo magnético, mas também existe 
indução eletromagnética num bloco 
metálico sujeito a fluxo magnético variável. 
Suponhamos, por exemplo, que um bloco 
de ferro seja colocado com a face plana 
ABCD perpendicular a um campo magnético 
variável. Sendo S a área dessa face, ela é 
atravessada por um fluxo . Se o 
campo for variável, então o fluxo será 
variável. Neste caso, o bloco de ferro 
sofrerá indução eletromagnética e 
aparecerão nele correntes elétricas 
induzidas circulares, situadas em planos 
perpendiculares à indução magnética , 
isto é, planos paralelos a ABCD. 
 
Chamam-se corrente de Foucault a 
essas correntes que aparecem por indução 
em blocos metálicos. Pode-se demonstrar 
que a energia perdida num bloco metálico 
por causa das correntes de Foucault é 
proporcional ao quadrado da espessura BC 
do bloco. Para diminuir essa perda nós 
laminamos o bloco, isto é, em vez de 
fazermos um bloco metálico maciço, 
juntamos um grande número de lâminas 
finas, como indica a figura 1-b. 
 Para diminuir as perdas de energia 
por correntes de Foucault, as partes de 
ferro das máquinas elétricas são sempre 
laminadas, e nunca são blocos maciços. 
Assim são os núcleos de ferro dos 
transformadores. A figura 2 é fotografia de 
um aparelho simples para demonstrar a 
existência das correntes de Foucault. Os 
dois fios que entram pela esquerda 
transportam corrente elétrica de um 
acumulador para a bobina que se vê em 
posição horizontal. Essa bobina produz um 
campo magnético perpendicular ao disco 
metálico. Os dois fios que saem pela direita 
estão ligados ao disco e vão ter a um 
galvanômetro. Girando-se o disco, há 
variação do fluxo magnético que o 
atravessa, pois suas partes entram e saem 
do campo à medida que ele gira. Então o 
galvanômetro acusa a passagem de uma 
corrente pelo disco. 
 
 
 
14 
 
AAPPLLIICCAAÇÇÕÕEESS DDAA IINNDDUUÇÇÃÃOO EELLEETTRROOMMAAGGNNÉÉTTIICCAA 
 
 
 
 
 
Microfone 
 
O microfone de indução é constituído por 
um imã permanente fixo, uma bobina 
móvel envolvendo o imã e uma membrana 
protegida por uma tela. A bobina que é 
solidária a membrana vibra quando as 
ondas sonoras que chegam ao microfone 
faz a membrana vibrar. Assim, ao 
movimentar-se no interior do campo 
magnético gerado pelo imã fixo, tensão 
elétrica é induzida na bobina móvel. Dessa 
forma, temos a transformação dos sons 
pelo microfone em variações de tensão 
elétrica na bobina móvel. 
 
Normalmente, essa tensão induzida é muito pequena e deve ser amplificada para 
posterior uso. 
 
 
 
 
 
Alto-Falante 
 
 
O alto-falante ligado ao microfone converte 
as variações de tensão elétrica em sons. Ele 
é também constituído de um imã 
permanente fixo e de uma bobina móvel 
que envolve o imã. A bobina está ligada a 
um cone de papelão. Quando a corrente 
elétrica proveniente do microfone 
atravessa a bobina ela fica sob a ação do 
campo magnético originado pelo imã fixo. 
Assim, forças magnéticas agem sobre a 
bobina movimentando-a. O movimento da 
bobina implica na vibração do cone. O ar 
junto ao cone também vibra reproduzindo o 
som captado pelo microfone. 
 
 
 
15 
 
Cartões Magnéticos 
 
Os cartões magnéticos possuem uma tarja 
magnética em um dos seus lados constituída 
por minúsculas partículas magnetizáveis 
distribuídas numa sequência de regiões 
magnetizadas e não magnetizadas. Essa 
sequência constitui um código binário que 
fornece todas as informações pessoais do 
portador do cartão. O leitor desse cartão é 
constituído de uma bobina enrolada num 
núcleo de ferro. Quando o cartão é inserido 
pelo usuário em um terminal de um caixa 
eletrônico, uma corrente elétrica variável é 
induzida na bobina. Esses sinais elétricos são 
recebidos por um computador que 
decodifica as informações existentes no 
cartão. 
 
 
 
Detectores de Metais 
 
 O detector de metais é um aparelho que verifica se uma pessoa transporta objetos 
de metal, junto ao corpo ou na bagagem. Costuma ser utilizado em aeroportos, bancos e 
outras instituições, como medida de segurança, para evitar a entrada de armas. Para 
encontrar objetos metálicos submersos ou enterradostambém se empregam detetores de 
metais. Em indústrias de processamento de alimentos, em moinhos na produção de carvão, 
nas fábricas de celulose, esses detetores são utilizados para remover fragmentos metálicos. 
O princípio de funcionamento de um detetor, qualquer que seja o seu tipo, baseia-se na 
indução eletromagnética. O aparelho consta de uma bobina que, ao ser percorrida por 
corrente elétrica, gera um campo magnético no seu núcleo de ferro. Quando um objeto 
metálico se aproxima, a variação do fluxo magnético induz correntes de Foucault nesse 
objeto. Sendo variáveis, essas correntes produzem campos magnéticos variáveis que 
induzem novas correntes na bobina, modificando a intensidade da corrente original. A 
variação da intensidade de corrente é detectada por um amperímetro que aciona um 
alarme sonoro e um sinal luminoso, indicando a presença do objeto. 
 
 
 
 
16 
 
EEXXEERRCCÍÍCCIIOOSS 
 
1. (GREF) Se deslocarmos um ímã permanente 
na direção de um solenóide, como indica a 
figura (a), o ponteiro de um galvanômetro 
ligado ao circuito se moverá no sentido 
indicado. 
 
a) Como se explica o movimento do ponteiro do 
galvanômetro associado ao solenóide? 
b) Indique, nas situações das figuras (b), (c) e 
(d), o que acontece com o ponteiro do 
galvanômetro e o sentido da corrente no fio do 
solenóide. 
2. (GREF) Quando empurramos um ímã na 
direção de uma espira (figura a), o agente que 
causa o movimento do ímã sofrerá sempre a 
ação de uma força resistente, o que o obrigará à 
realização de um trabalho a fim de conseguir 
efetuar o movimento desejado. 
 
a) Explique o aparecimento dessa força 
resistente. 
b) Se cortarmos a espira como mostra a figura 
(b), será necessário realizar trabalho para 
movimentar o ímã? 
3. (UFPR) Desde que Orsted descobriu que 
uma corrente elétrica era capaz de produzir 
um campo magnético, surgiu entre os 
cientistas o interesse em demonstrar se 
poderia ocorrer o efeito inverso, ou seja, se 
um campo magnético seria capaz de 
produzir corrente elétrica. Um estudo 
sistemático desse problema foi realizado 
por Faraday em 1831 e resultou na 
formulação da lei da indução 
eletromagnética. Em seus trabalhos 
experimentais, Faraday utilizou ímãs, 
pedaços de fio e bobinas. A demonstração e 
o entendimento desse fenômeno possibi-
litou a construção dos primeiros dínamos e 
também o desenvolvimento de inúmeros 
aparelhos elétricos e eletrônicos até os dias 
de hoje. A figura abaixo ilustra uma 
montagem que permite estudar o 
fenômeno da indução eletromagnética. 
Nela, uma haste metálica h de 40 cm de 
comprimento desliza sem atrito, com 
velocidade constante de 2,5 m/s, sobre dois 
trilhos condutores. A extremidade esquerda 
de cada um desses trilhos está ligada a um 
resistor R com resistência 4 mΩ. Considere 
que a haste e os trilhos têm resistência 
elétrica desprezível, e que o campo 
magnético B tem módulo 1,5 mT. Calcule o 
módulo da diferença de potencial aplicada 
aos terminais do resistor R devido à indução 
de força eletromotriz no circuito. 
 
 
4. Um condutor AB de resistência elétrica 
0,50 Ω pode deslizar livremente sobre um 
fio condutor ideal dobrado em U e imerso 
num campo magnético uniforme de indução 
B, perpendicular ao plano do circuito, 
conforme a figura. B tem intensidade 0,20 T. 
Um agente externo puxa AB com velocidade 
constante v, induzindo uma corrente 
elétrica de 2,0 A. Determine: 
 
 
17 
 
a) o sentido da corrente elétrica induzida; 
b) o módulo da velocidade v. 
 
5. (Inatel-MG) Quando o fio móvel da figura 
abaixo é deslocado para a direita, aparece 
no circuito uma corrente induzida i no 
sentido mostrado. O campo magnético 
existente na região A: 
a) aponta para dentro do papel. 
b) aponta para fora do papel. 
c) aponta para a esquerda. 
d) aponta para a direita. 
e) é nulo. 
 
 
6. (UFV-MG) A figura abaixo ilustra uma 
espira retangular, de lados a e b, área A e 
resistência elétrica R, movendo-se no plano 
desta página. Após atingir a interface com a 
região II, a espira passará a mover-se nessa 
nova região, agora sujeita a um campo 
magnético B, uniforme e perpendicular ao 
plano da página. A velocidade V da espira é 
mantida constante ao longo de toda a sua 
trajetória. 
 
 
 
 
 
7. (UFV-MG) Com uma bobina, fios 
condutores, uma lâmpada e um ímã, é 
possível elaborar uma montagem para 
acender a lâmpada. Pede-se: 
 
a) traçar o esquema da montagem; 
b) explicar seu princípio de funcionamento. 
 
 
 
 
8. (UFG-GO) Um ímã permanente realiza um 
movimento periódico para frente e para 
trás, ao longo do eixo de um solenóide, 
como mostra a figura abaixo. 
 
 
Esse movimento produz: 
a) uma corrente induzida no fio que tem 
sentido anti-horário para um observador no 
ímã. 
b) um fluxo estacionário de campo 
magnético através das espiras. 
c) uma corrente contínua no fio que causa 
dissipação de energia por efeito Joule. 
d) uma repulsão entre o solenóide e o ímã, 
quando eles se aproximam, e atração, 
quando eles se afastam. 
e) uma força eletromotriz que independe da 
freqüência de oscilação do ímã. 
 
9. (Unifesp) O biomagnetismo é um campo 
de pesquisa que trata da medição dos 
campos magnéticos gerados por seres vivos, 
com o objetivo de obter informações que 
ajudem a entender sistemas biofísicos, a 
realizar diagnósticos clínicos e a criar novas 
terapias, com grandes possibilidades de 
aplicação em Medicina. Os campos 
magnéticos gerados pelos órgãos do corpo 
humano são muito tênues — da ordem de 
10-15 a 10-9 tesla — e, para a sua medição, 
 
18 
necessitam-se de equipamentos capazes de 
detectá-los de forma seletiva, devido à 
interferência de outros campos magnéticos, 
inclusive o terrestre, milhares de vezes mais 
intenso. A figura mostra duas espiras 
paralelas e de mesmo raio, que compõem 
um gradiômetro magnético, dispositivo 
capaz de detectar seletivamente campos 
magnéticos, e um ímã em forma de barra, 
que se move perpendicularmente aos 
planos das espiras, afastando-se delas, 
numa direção que passa pelo centro das 
espiras. 
 
 
Segundo a lei de Lenz, pode-se afirmar que 
as correntes elétricas induzidas em cada 
espira, no instante mostrado na figura: 
 
a) somam-se, resultando em corrente 
elétrica de 1 para 2. 
b) somam-se, resultando em corrente 
elétrica de 2 para 1. 
c) subtraem-se, resultando em corrente 
elétrica de 1 para 2. 
d) subtraem-se, resultando em corrente 
elétrica de 2 para 1. 
e) anulam-se, não interferindo na medição 
de outros campos. 
 
 
10. (UFRGS-RS) A figura abaixo representa 
uma espira condutora quadrada, 
inicialmente em repouso no plano da 
página. Na mesma região, existe um campo 
magnético uniforme, de intensidade B, 
perpendicular ao plano da página. 
 
 
Considere as seguintes situações. 
I. A espira se mantém em repouso e a 
intensidade do campo magnético varia no 
tempo. 
II. A espira se mantém em repouso e a 
intensidade do campo magnético 
permanece constante no tempo. 
III. A espira passa a girar em torno do eixo 
OO’ e a intensidade do campo magnético 
permanece constante no tempo. 
Em quais dessas situações ocorre indução 
de corrente elétrica na espira? 
 
a) apenas em I 
b) apenas em II 
c) apenas em III 
d) apenas em I e III 
e) em I, II e III 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
 
 
 
1. Ramalho, Nicolau, Toledo; Fundamentos da Física, Volume 3, Nona Edição, Editora 
Moderna; Eletricidade, Introdução à Física Moderna e Análise Dimensional. 
2. Halliday, D,; Resnick, R. Física 3. Ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos. 
3. GREF, EDUSP Física 3 eletromagnetismo GREF, EDUSP 
4. SAAD, F. D. Explorando fenômenos da eletricidade e do eletromagnetismo. Curso de 
capacitaçãode professores 2011. 
 
 
 
 
PÁGINAS NA INTERNET 
 
 
http://www.stevespanglerscience.com/ 
http://www.arvindguptatoys.com/toys.html 
http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ 
http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/inducao/ 
http://fap.if.usp.br/~lumini/f_bativ/f1exper/magnet/induc_re.htm 
http://ifuspescola.blogspot.com/search?updated-min=2011-01-01T00%3A00%3A00-
08%3A00&updated-max=2012-01-01T00%3A00%3A00-08%3A00&max-results=5