Artigo 3 de Laboratório de Eletricidade e Magnetismo

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – UFERSA
CAMPUS CARAÚBAS 
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO
Israel Jonathan Menezes Praxedes
Lei de Lenz e Faraday
Caraúbas/RN, 2019
RESUMO
A prática do experimento estudado trouxe a experiência e os conhecimentos vindo das leis de Lenz e Faraday para corrente induzida e transformada. O experimento teve duas etapas, em primeiro foi feita a observação da corrente gerada por um ímã quando colocada em movimento aproximando e afastando de uma bobina, na segunda tínhamos duas bobinas com número de espiras diferentes, onde elas eram ligadas a fonte e era medido o valor da tenção de ambas. O experimento teve como objetivo ampliar o conhecimento das leis e complementar o estudo de eletromagnetismo na Fisica III.
Palavras chaves: Eletromagnetismo; Campo Elétrico; Corrente Elétrica; Corrente Induzida.
1. INTRODUÇÃO
Faraday realizou inúmeros experimentos e em todos ele percebeu que aparecia uma força eletromotriz induzida, assim em um dos seus estudos Faraday percebeu que a corrente induzida que aparecia no circuito mudava de sentido constantemente, ou seja, em um momento a corrente estava em um sentido e em outro, estava em um sentido o posto. Porem mesmo com essa descoberta Faraday não conseguia chegar a uma conclusão de como determinar o sentido da corrente. 
Uma das descobertas mais importantes do que conhecemos hoje como eletromagnetismo foi feita pelo inglês Michael Faraday estabeleceu, em 1831, uma lei a partir da descoberta do fenômeno da indução eletromagnética a Lei de Indução de Faraday diz que quando houver variação do fluxo magnético através de um circuito, aparecerá uma forma eletromotriz induzida. Ele aproximou um Ímã e observou o aparecimento de corrente, porem essa corrente só se mantinha enquanto o ímã estava em movimento, e tinha sentido contrário que dependia da aproximação ou afastamento do ímã.
Continuando suas experiências, percebeu que que introduzindo o ímã dentro de uma bobina aparecia uma corrente elétrica. Assim pensou que para obter uma corrente contínua num fio condutor, basta que o mesmo se mova sem parar próximo ao ímã. Este processo foi nomeado de princípio do dínamo elétrico.
Em 1834, pouco após a publicação do trabalho de Faraday, o físico russo Heinrich F.E. Leiz mostrou a ideia que permite indicar o sentido da corrente induzida, que hoje é chamado de Lei de Leiz. Essa lei estabelece que o sentido do campo magnético produzido pela corrente induzida é contrário a variação do fluxo magnético.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	A lei de Faraday é uma lei fundamental do eletromagnetismo, foi o ponde de partida para o desenvolvimento dos dínamos e as aplicações na aplicação de produção de energia em grande escala como utilizadas em usinas na geração de energia elétricas.
	Com o descobrimento da corrente induzida surgiu o fluxo de indução ou o fluxo magnético, que são como linhas de campo magnético que passa por uma determinada área. Assim tendo a ideia de quando mais dessas linhas de campo, maior será o fluxo que passa por essa área. E com a variação desse fluxo magnético em um circuito fechado é obtido uma força eletromotriz induzida em um determinado tempo. 
Assim temos a seguinte equação:
Onde, é a força eletromotriz induzida(F.E.M.) [V], é a variação do fluxo magnético [Wb] e é o intervalo de tempo [s]. O sinal negativo da equação é dado pelo sentido da FEM induzida que é oposto a variação do fluxo magnético.
Já segundo a lei de Lenz, quando aproxima-se um ímã a uma espira, surgirá uma corrente induzida sobre ele, onde a corrente terá o sentido indicado devido a geração do campo magnético no sentido anti-horário da bobina, assim o campo gerado pela corrente é o contrário do movimento do ímã. Já quando o ima é afastado da espira, a corrente induzida terá o sentido contrário a anterior, pois o campo magnético que é gerado cria uma corrente induzida com sentido horário que tem o mesmo sentido do campo magnético produzido pelo ímã.
3. MATERIAIS E MÉTODOLOGIA 
3.1. MATERIAIS
01 Painel com bobinas e núcleo magnético;
02 Conectores do tipo banana;
01 Multímetro;
01 Fonte de alimentação DC;
01 Ímã permanente na forma de barra;
3.2. MÉTODOLOGIA
O procedimento experimental é dividido em duas partes.
3.2.1. Bobina e ímã norte e sul
Inicialmente conectou-se a bobina com 600 espiras ao amperímetro na escala de 2mA DC, tendo o terminal 1 conectado no terminal COM do amperímetro. Posicionou-se a bobina com os com os fios conectores para cima. 
Logo após moveu-se, aproximando e afastando, o ímã da bobina, observou-se os sinais + ou – para o sentido da corrente e anotou-se os valores. 
3.2.2. Circuito de bobinas
A segunda parte do experimento montou-se como a figura 2. Utilizou-se as bobinas com os valores para o número de espiras de N1 = 300 e N2 = 600, para primário e secundário respectivamente. 
Conectou-se os bornes A e 2 na saída de 20V AC, ligou-se a chave S por um intervalo de tempo e anotou-se o valore da tensão no primeiro e calculou-se a tensão no secundário e anotou-se o seu valor.
 
Figura 1: Esquema do primeiro experimento Figura 2: Esquema do segundo experimento
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
	Na primeira parte da pratica consistiu-se nos movimentos de aproximação e afastamento dos polos norte e sul do ímã no sistema montado com a bobina. Com o amperímetro foram analisados os sinais da corrente e anotou-se na tabela.
	Direção do ímã
	Movimento
	Sinal da corrente
	Fluxo
	Pólo magnético N (da cor vermelha)
	Aproximando
	_
	+
	
	Afastando
	+
	_
	Pólo magnético S (da cor azul)
	Aproximando
	+
	_
	
	Afastando
	_
	+
Tabela 1
	Na segunda parte do experimento foram as bobinas ligadas na fonte para que possamos encontrar os valores das tensões da primaria e secundária. Com tudo conectados foi achado o valor de VP.
 
	Com os valores de VP foi possível calcular e achar o valor de VS.
5. CONCLUSÕES
	Com base desse experimento realizados foi possível compreender a indução de uma força eletromotriz em uma bobina devido à sua variação de fluxo magnético. Aprendendo os conceitos da lei de Faraday e de acordo com a lei de Lenz conseguimos determinar o sentido da condução de uma corrente induzida de forma eficaz.
	De acordo com os experimentos discutidos foi possível concluir que só é possível que o campo magnético gere energia caso este esteja em movimento.
É essencial saber que as leis de Lenz e Faraday são de extrema importância para física. O experimento foi capaz de entregar um conhecimento físico de forma clara e pratica os processos, assim garantindo o aprendizado na forma teórica com os exercícios.
6. REFERÊNCIAS 
[1] – Sears & Zemanski, Young & Freedman, Física III, Eletricidade e Magnetismo, 12ª Edição, Pearson, 2008; 
[2] – Resnick, Halliday, Krane, Física 3, 5ª Edição, LTC, 2007;
[3] – GOUVEIA, Rosimar. Leis de Lenz e Faraday. [S. l.], 22 mar. 2018. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/lei-de-faraday/. Acesso em: 2 mar. 2019.
[4] - USP. Lei da Indução de Faraday Disponível em:http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-2%20FFI0106%20LabFisicaIII/11-LeideInducaodeFaraday.pdf Acesso dia 5 de mar. 2019.