Explicamos o que é a lei de Faraday, indução eletromagnética, sua história, fórmula e exemplos. Além disso, a lei de Lenz.
O que é a Lei de Faraday?
A Lei da Indução Eletromagnética de Faraday, conhecida simplesmente como Lei de Faraday, foi formulada pelo cientista britânico Michael Faraday em 1831. Essa lei quantifica a relação entre um campo magnético que muda ao longo do tempo e o campo elétrico criado por essas mudanças .
A declaração da referida lei afirma:
“A tensão induzida em um circuito fechado é diretamente proporcional à taxa de variação no tempo do fluxo magnético que passa por qualquer superfície com o próprio circuito como uma borda.”
Para entender isso completamente, será necessário revisar o experimento de Faraday: uma bateria fornecia corrente a uma pequena bobina, criando um campo magnético através das voltas da bobina (cabos metálicos enrolados em seu próprio eixo). Quando esta bobina foi movida para dentro e para fora de uma bobina maior, seu campo magnético (mudando ao longo do tempo a partir do movimento ) gerou uma voltagem através da bobina grande que poderia ser medida com um galvanômetro.
Deste experimento e da formulação da Lei de Faraday, emergem inúmeras conclusões sobre a geração de energia elétrica , que foram fundamentais para a Lei de Lenz e para a gestão moderna da eletricidade.
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História da lei de Faraday
Michael Faraday (1791-1867) foi o criador das idéias centrais sobre eletricidade e magnetismo .
Faraday ficou enormemente animado quando o físico dinamarquês Oersted demonstrou empiricamente a relação entre eletricidade e magnetismo em 1820, observando que um fio condutor de corrente poderia mover uma agulha de bússola magnética .
Faraday planejou vários experimentos . Por exemplo, ele enrolou dois solenóides de arame em torno de um anel de ferro e viu que quando, por meio de uma chave, passava corrente por um dos solenóides, uma corrente era induzida no outro. Faraday atribuiu o surgimento da corrente a mudanças no fluxo magnético ao longo do tempo.
Consequentemente, Faraday foi o primeiro a demonstrar a relação entre campos magnéticos e campos elétricos , como pode ser visto nos dois experimentos descritos. Na verdade, a equação da Lei de Faraday tornou-se parte das declarações da lei de Maxwell.
Fórmula da lei de Faraday
A lei de Faraday é geralmente expressa pela seguinte fórmula:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Onde EMF ou Ɛ representam a força eletromotriz induzida (a tensão), e dϕ / dt é a taxa de variação temporal do fluxo magnético ϕ .
Exemplos de aplicação da lei de Faraday
Praticamente toda a tecnologia elétrica é baseada na lei de Faraday , principalmente no que diz respeito a geradores, transformadores e motores elétricos.
Por exemplo, o motor de corrente contínua foi baseado no uso de um disco de cobre que girava entre as pontas de um ímã, gerando uma corrente contínua .
Desse princípio aparentemente simples vem a invenção de coisas complexas como um transformador, um gerador de corrente alternada , um freio magnético ou um fogão elétrico .
Lei de Lenz
Esta lei vem da aplicação do princípio de conservação de energia à indução eletromagnética, o que permite concluir que o EMF produzido por um fluxo magnético variável (lei de Faraday) gera uma corrente com direção oposta à variação do fluxo que o produz.
Isso se traduz, em termos matemáticos, no acréscimo à lei do sinal negativo de Faraday, sendo formulado da seguinte forma:
EMF (Ɛ) = – (dϕ / dt)
Esta lei é fundamental para determinar e controlar a direção em que o fluxo elétrico de um circuito viaja . Seu nome se deve ao fato de que o cientista alemão Heinrich Lenz o formulou em 1834.
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