RELATÓRIO EXPERIMENTO 6

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ – UFPA 
CAMPUS UNIVERSITARIO DE TUCURUÍ – CAMTUC 
FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA – FEE 
 
 
 
 
 
 
Gustavo Sousa Da Silva - 201533940025 
Tayana Lima Da Silva - 201533940004 
Wendria Cunha Da Silva - 201533940019 
 
 
 
 
 
 
 
Experimento 6 – Lei da Indução de Faraday. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tucuruí – PA 
2017
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Gustavo Sousa Da Silva - 201533940025 
Tayana Lima Da Silva - 201533940004 
Wendria Cunha Da Silva - 201533940019 
 
 
 
 
 
 
 
Experimento 6 – Lei da Indução de Faraday. 
 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado como requisito 
parcial para obtenção de aprovação na disciplina 
Laboratório de Eletromagnetismo, no Curso de 
Engenharia Elétrica, na Universidade Federal do 
Pará. 
 
Prof. Msc. Jefferson S. Costa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tucuruí – PA 
2017 
2 
 
RESUMO 
 
 
Neste relatório irá mostrar um experimento com a Lei da Indução de Faraday quem tem 
como princípio o funcionamento do fluxo magnético atrás de uma bobina com certas 
quantidades de espiras formando um solenoide. Dentre os quais existem as variações do fluxo 
de acordo com o material utilizado no núcleo da bobina e do movimento do imã próximo a 
bobina. 
 
Palavras-chave: fluxo magnético, bobina, solenoide. 
 
2 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - A experiência de Faraday ......................................................................................... 8 
Figura 2 - Implementação da Tensão Induzida ....................................................................... 10 
Figura 3 - Implementação da Tensão Induzida ....................................................................... 11 
Figura 4 - Tensão induzida gerada pela bobina em relação a momento do imã ..................... 11 
Figura 5 - Aumento da tensão induzida ................................................................................... 12 
Figura 6 - Aumento do fluxo magnético ................................................................................. 13 
Figura 7 - Aproximação das duas bobinas .............................................................................. 14 
Figura 8 - Bobinas com as duas hastes no centro .................................................................... 15 
Figura 9 - Bobinas com metade do núcleo magnético ............................................................ 16 
Figura 10 - Bobinas com núcleo magnético fechado .............................................................. 17 
 
 
 
2 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Valores da relação de transformação ...................................................................... 14 
Tabela 2 - Valores usados na relação de transformação .......................................................... 14 
Tabela 3 - valores com duas haste no centro ........................................................................... 15 
Tabela 4 - Relação de transformação com as hastes ................................................................ 15 
Tabela 5 - Valores com metade do núcleo magnético ............................................................. 16 
Tabela 6 - Relação de Transformação com metade do núcleo magnético .............................. 16 
Tabela 7 - Valores com núcleo magnético fechado ................................................................. 17 
Tabela 8 - Relação de transformação do núcleo magnético fechado ....................................... 17 
 
 
 
 
 
2 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 7 
2 DESENVOLVIMENTO ................................................................................................. 8 
2.1 OBJETIVO GERAL ......................................................................................................... 9 
2.1.1 Objetivos específicos ........................................................................................................ 9 
2.2 METODOLOGIA ............................................................................................................. 9 
2.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ........................................................................ 9 
2.3.1 Experimento 6.a ............................................................................................................. 10 
2.3.2 Experimento 6.b ............................................................................................................. 13 
2.4 RESULTADOS ............................................................................................................... 18 
2.4.1 Experimento 6.a ............................................................................................................. 18 
2.4.2 Experimento 6.b ............................................................................................................. 18 
3 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................... 19 
REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 20 
 
 
7 
1 INTRODUÇÃO 
 
A lei de Faraday-Lenz enuncia que a força eletromotriz induzida num circuito elétrico 
é igual a variação do fluxo magnético concatenado ao circuito. É importante notar que um 
campo magnético constante não dá origem ao fenômeno da indução. Por esta razão, não é 
possível colocar um magneto no interior de um solenóide e obter energia elétrica. É necessário 
que o magneto ou o solenóide movam-se, consumindo energia mecânica. Por esse motivo que 
um transformador só funciona com corrente alternada. A lei é de natureza relativística, portanto 
o seu efeito é resultado do movimento do circuito em relação ao campo magnético. 
A contribuição fundamental de Heinrich Lenz foi a direção da força eletromotriz (o 
sinal negativo na fórmula). A corrente induzida no circuito é de fato gerada por um campo 
magnético, e a lei de Lenz afirma que o sentido da corrente é o oposto da variação do campo 
magnético que a gera. 
Se o campo magnético concatenado ao circuito está diminuindo, o campo magnético 
gerado pela corrente induzida irá na mesma direção do campo original (se opõem a 
diminuição), se, pelo contrário, o campo magnético concatenado está aumentando, o campo 
magnético gerado irá em direção oposta ao original (se opõem ao aumento). 
Esta última análise é compatível com o princípio da conservação de energia. Se o 
circuito é aberto e não há fluxo de corrente, não há dissipação de energia pelo efeito Joule. Por 
este motivo não há uma força de reação à variação do campo magnético e o movimento do 
magneto ou do circuito não realiza trabalho (força nula x movimento = zero). Se ao contrário, 
existir corrente circulando no circuito (com dissipação de energia), a variação do campo 
magnético resultará numa resistência que demandará a realização de trabalho. Com base neste 
princípio um gerador consome tanto mais energia mecânica quanto mais energia elétrica ele 
produz (sem considerar a energia perdida por atrito e pelo efeito Joule). 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Solenoide
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternada
http://pt.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Lenz
http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_conserva%C3%A7%C3%A3o_da_energia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_Joule
http://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho
http://pt.wikipedia.org/wiki/Atrito
8 
2 DESENVOLVIMENTO 
 
Faraday realizou inúmeras experiências e em todas elas ele percebeu um fato bem 
comum que ocorria sempre que aparecia uma forca eletromotriz induzida. Em agosto de 1831 
Faraday enrolou aproximadamente 70 metros de fio de cobre em torno de um bloco de madeira 
inserindo um galvanômetro no circuito. Enrolou então outros 70 metros isolados do primeiro e 
ligou-os a uma bateria. Faraday a princípio ficou desapontado ao constatar que a passagem de 
uma correnteelétrica estacionária no segundo circuito não afetava o galvanômetro ligado ao 
primeiro. Faraday constatou, contudo, a ocorrência de uma deflexão no ponteiro do 
galvanômetro quando e somente quando o circuito era ligado ou desligado, ou seja; a corrente 
era induzida pela variação do campo magnético devido a presença do outro circuito. 
Ao analisar todos os seus trabalhos, ele verificou que quando a forca eletromotriz 
aparecia no circuito ocorria a variação do fluxo magnético nesse mesmo circuito. Faraday 
observou que a intensidade da f.e.m e cada vez maior quanto mais rápido ocorrer a variação do 
fluxo magnético. De forma mais precisa, ele verificou que durante um intervalo de tempo Δt o 
fluxo magnético varia ΔΦ, e dessa forma ele concluiu que a f.e.m e dada pela razão entre 
variação do fluxo magnético e a variação do tempo, veja: 
 
O aparecimento da forca eletromotriz foi denominado de indução eletromagnética e a 
expressão descrita acima ficou conhecida como a Lei de Faraday da indução eletromagnética. 
 
 
Figura 1 - A experiência de Faraday 
 
A lei da indução de Faraday, a partir de 1831, afirma que a corrente elétrica induzida 
em um circuito fechado por um campo magnético, é proporcional ao número de linhas do fluxo 
http://pt.wikipedia.org/wiki/1831
9 
que atravessa a área envolvida do circuito, na unidade de tempo. 
 
Sendo E o campo elétrico induzido, ds é um elemento infinitesimal do circuito e dΦB/dt 
é a variação do fluxo magnético. Uma maneira alternativa de se representar é na forma da 
diferença na função do campo magnético B. Portanto a lei, expressa matematicamente na forma 
elaborada por Franz Ernst Neumann em 1845 em termos da força eletromotriz, é: 
 
 
2.1 OBJETIVO GERAL 
 
O objetivo deste experimento é proporcionar a Lei de Indução de Faraday para a 
movimentação de um imã próximo a um solenoide com certa quantidade de espiras condutoras 
e também para o caso em que um campo magnético variável no tempo está próximo de um 
solenoide. 
 
2.1.1 Objetivos específicos 
 
Verificar a indução de uma força eletromotriz em uma bobina devido a variação de 
fluxo magnético, e para o caso contrário de uma aplicação de uma força eletromotriz variável 
pelo tempo e observar a variação do fluxo magnético. 
 
2.2 METODOLOGIA 
 
Os procedimentos deste experimento foram feitos seguindo o roteiro proposto pelo 
Professor Jefferson Souza, no qual consta cada passo a ser seguido, assim como também por 
orientações dada em sala de aula pelo mesmo. 
No momento de cada medição, foram feitas indagações pelo professor em questão, para 
e que o discente fosse desafiado e assim o conteúdo fosse melhor absorvido, de forma que todos 
os participantes da equipe participassem ativamente de todas as etapas propostas neste trabalho. 
 
2.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
Os equipamentos utilizados foram no experimento: 
http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Franz_Ernst_Neumann&action=edit
http://pt.wikipedia.org/wiki/1845
10 
 
 1 Miliamperímetro analógico; 
 1 Multímetro Digital; 
 1 Osciloscópio Digital; 
 1 Fonte de Tensão CA regulável; 
 1 Bastão de alumínio com imãs permanentes; 
 2 Bastão de latão; 
 2 Bastão de aço; 
 4 imãs permanentes no formato anelar (tam. médio); 
 4 cabos tipos banana-banana; 
 1 Bobina de 200/400/600 espiras; 
 1 Bobina de 800 espiras; 
 1 Núcleo magnético em O de ferrosilício. 
 
2.3.1 Experimento 6.a 
 
Observando que todos os materiais estão em pleno funcionamento e com nenhum mal 
funcionamento, foi realizado o primeiro passo do experimento, no qual conecta o amperímetro 
analógico aos terminais da bobina de 400 espiras por meio dos cabos tipo banana-banana e 
também ligados as pontas de provas do osciloscópio para que analise o comportamento da 
tensão induzida através do movimento do bastão do imã como mostra a figura 2. 
 
 
Figura 2 - Implementação da Tensão Induzida 
11 
 
 Então ao movimentar o bastão com imãs dentro da bobina observou-se que o 
miliamperímetro registrou movimentação de corrente na bobina como mostra a figura 2, assim 
comprovando que através de um movimento do fluxo magnético perto da bobina teríamos a 
geração de uma força eletromotriz induzida. 
 
 
Figura 3 - Implementação da Tensão Induzida 
 
E no osciloscópio pode-se registrar a presença da tensão induzida ao movimentar a 
bobina como mostra a figura 4 abaixo. 
 
 
Figura 4 - Tensão induzida gerada pela bobina em relação a momento do imã 
12 
 
Portanto, analisando a situação do miliamperímetro e do osciloscópio, pode-se concluir 
que o sentido do imã no bastão é que quando entra a tensão eletromotriz fica positiva e quando 
sai fica negativa então a polaridade do imã quando entra na bobina é negativa e a parte de cima 
do imã positiva. 
Se aumentar a velocidade a velocidade do imã na bobina, respectivamente a oscilação 
no amperímetro irá aumento, assim como foi registrado e também irá aumentar a tensão 
induzida como mostra a figura 5. 
 
 
Figura 5 - Aumento da tensão induzida 
 
Agora irá conectar a bobina de 600 espiras no lugar da de 400 espiras e continuar com 
as mesmas conexões, e realizar todos os mesmos estudos feitos observando e anotando em que 
aspecto irá se diferencia da bobina anterior. 
O que se pode notar em relação as etapas anteriores é que ao movimentar o bastão de 
imã dentro da bobina houve um aumento tanto da corrente como da tensão induzida devido ao 
aumento de espiras capazes de se interagir com o fluxo magnético. 
Para que houvesse uma observação melhor em consideração a influência do fluxo 
13 
magnético, foi colocado imãs anelares ao bastão de alumínio e repetidos as etapas anteriores, 
nota-se um aumento significativo da variação de corrente e do valor da força eletromotriz 
induzida, devido ao aumento grande do campo magnético gerado pelos imãs adicionados assim 
aumentando o fluxo magnético que passe pela bobina, como mostra a figura 6. 
 
 
Figura 6 - Aumento do fluxo magnético 
 
2.3.2 Experimento 6.b 
 
Com o auxílio de um multímetro registrando a tensão da fonte CA, configurou-se que 
a saída da fonte CA seria uma tesão de 5,19V e a corrente de 1,88A, devido capacidade da 
fonte CA somente aguentar a passagem de corrente de somente 2A. A saída da fonte foi 
conectada a bobina de 400 espiras e próximo a bobina de 400 espira foi colocado uma bobina 
de 800 espiras conectado ao osciloscópio digital, após realizar todas as conexões, ligamos a 
fonte CA e aproximamos ao máximo as duas bobinas, figura 7, para que haja a maior interação 
do fluxo magnético gerado pela bobina de 400 espiras devido a tensão aplicado a ela e gerando 
um campo magnético através do campo elétrico percorrendo nas espiras da bobina. 
 
14 
 
Figura 7 - Aproximação das duas bobinas 
 
Para uma análise mais completa verificamos a diferença da relação de transformação 
teórica e prática como mostra a tabela 1. E os valores da tabela 2. 
 
Relação de Transformação 
Teórico Prático 
0,5 8,040 
Tabela 1 - Valores da relação de transformação 
 
Valores 
Tensão (V) Números de espiras 
V1 = 5,19 400 
V2 = 0,645 800 
Tabela 2 - Valores usados na relação de transformação 
 
Agora será conectado duas hastes de latão, figura 8, no centro das duas bobinas e 
repetida os passos anteriores e verificados quais as mudanças que aconteceu os novos valores 
de tensão usados na relação de transformação é mostrado na tabela 3. 
 
15 
 
Figura 8 - Bobinas com as duas hastes no centro 
 
Valores 
Tensão (V) Números de espiras 
V1 = 5,19 400 
V2 = 6,28 800 
Tabela 3 - valores com duas haste no centro 
 
E sobre a relação de transformação na tabela 4, nota-se que a relação prática aproximou-
se da relação teórica devido as duas hastes concentrarem um maior número de fluxo magnético 
passando pelas bobinas. Assim aumentando a tensão na segunda bobina lida pelo osciloscópio. 
 
Relação de TransformaçãoTeórico Prático 
0,5 0,826 
Tabela 4 - Relação de transformação com as hastes 
 
Com esses estudos realizado, agora colocaremos metade do núcleo magnético de 
ferrosilício em O no centro das duas bobinas, como na figura 9, e repetir as etapas anteriores, 
com essa metade colocada, verificamos que houve perdas do fluxo na outra metade que não 
tinha o núcleo magnético de ferrosilício e os valores anotados forma esses na tabela 5. 
 
16 
 
Figura 9 - Bobinas com metade do núcleo magnético 
 
Valores 
Tensão (V) Números de espiras 
V1 = 2,8 400 
V2 = 3,9 800 
Tabela 5 - Valores com metade do núcleo magnético 
 
Então a relação de transformação da tabela 6, aproximou-se mais da relação teórica 
devido metade do seu fluxo magnético está concentrado no ferromagnético em O no centro das 
bobinas. 
 
Relação de Transformação 
Teórico Prático 
0,5 0,7179 
Tabela 6 - Relação de Transformação com metade do núcleo magnético 
 
E por último foi colocado a segunda metade do núcleo magnético de ferrosilício em O 
no centro das bobinas (núcleo magnético fechado), como na figura 10, e depois repetido todas 
as etapas anteriores para verificar e analisar as diferenças em relação as anteriores com agora 
os novos valores mostrado na tabela 7. 
 
17 
 
Figura 10 - Bobinas com núcleo magnético fechado 
 
Valores 
Tensão (V) Números de espiras 
V1 = 12.03 400 
V2 = 20.07 800 
Tabela 7 - Valores com núcleo magnético fechado 
 
Com o núcleo magnético fechado, podemos observar que a relação de transformação 
prática ficou mais próximo ainda da teórica, tabela 8, devido ao fechamento do núcleo 
magnético, formou um circuito magnético, devido o fluxo magnético está com o caminho 
fechado no núcleo das bobinas. 
 
Relação de Transformação 
Teórico Prático 
0,5 0,5994 
Tabela 8 - Relação de transformação do núcleo magnético fechado 
 
18 
2.4 RESULTADOS 
 
2.4.1 Experimento 6.a 
 
Ao movimentar os imãs de bastão na bobina, observa-se uma variação do fluxo 
magnético. Esta variação gera um campo magnético que anula a mesma, pois pela Lei de Lenz, 
o campo magnético se opõe ao campo que o gera para que haja conservação de energia, devido 
a essa lei e com o auxílio do osciloscópio podemos captar a tensão induzida na Lei da Indução 
de Faraday, devido a isso podemos associar a polaridade do imã de acordo com o valor da 
tensão ao movimentar o imã, e ao aumentar a velocidade do movimento do imã a variação da 
corrente diminui e a tensão aumenta. 
Mudando o número de espiras para 600 no lugar da de 400 aumentou a variação da 
corrente aumenta e a tensão induzida será maior, e a polaridade do imã continuará a mesma e 
em relação ao aumento da velocidade ocorreu a mesma situação do anterior. 
 
2.4.2 Experimento 6.b 
 
Agora com a Fonte CA ajustado com a tensão de 5,19V e a corrente de 1,88ª 
verificamos a geração do campo magnético gerado por uma bobina de 400 e o fluxo magnético 
dessa bobina entrando em contato com a bobina de 800 e gerando uma tensão induzida na 
segunda bobina assim tendo uma relação de transformação de uma bobina para outra, a relação 
de transformação é muito inferior por não conter um acoplamento magnético perfeito. Em 
consequência disso o fluxo magnético vai ser disperso. 
Com as duas bobinas e as hastes de latão concentradas no centro das mesmas se 
comporta como um acoplamento. A relação de transformação decai em relação a concentração 
de uma parte do fluxo magnético na região central em decorrência da propriedade 
ferromagnética do bastão de latão (magnetização). A metade de um núcleo magnético de 
ferrosilício em O no centro das duas bobinas comportou-se como metade de um acoplamento 
fechado assim aproximando a relação de transformação pratico do teórico. Com núcleo 
magnético fechado, irá se comportar como um transformador, pois tem um acoplamento 
magnético teoricamente perfeito, mas mesmo assim há perdas e devido a essas perdas a relação 
de transformação teórica e práticas não são iguais, mas os valores são próximos. 
 
 
19 
3 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 
 
Nesta disciplina foi possível observar nos experimentos, os assuntos ministrados em 
teoria eletromagnética I e II, ratificando assim grande parte dos conhecimentos adquiridos da 
teoria, portanto de grande valia para formação acadêmica dos discentes, visto que 
eletromagnetismo é uma das principais bases para que se tenha uma formação adequada. 
Os resultados das etapas dos experimentos mostraram em prática a Lei da Indução de 
Faraday em relação a tensão induzida gerada a partir de um bastão de imã e também por um 
eletroímã e assim devido a Lei de Lenz, podemos tem a conservação de energia e assim obtendo 
a relação de transformação. 
 
 
 
20 
REFERÊNCIAS 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 3. 8 ed. Editora LTC, 2009. 
KLEBER DAUM MACHADO. Eletromagnetismo vol. 1. Ed. 2012. Curitiba: Toda palavra 
Editora, 2012.