Caderno de Tópico 09 - midia.atp.usp.br · O sinal negativo, contribuição do físico alemão...

Licenciatura em Ciências - Módulo 02

1 Eletromagnetismo: Caderno de Exercícios Tópico 09

CADERNO DE ATIVIDADES

Indução eletromagnética Estas atividades constituem-se no foco das atividades presenciais quando dúvidas

serão dirimidas e os conceitos envolvidos, aprofundados.

Por isso, sugerimos que leve o caderno de atividades impresso para a aula

presencial.

Após assistir ao vídeo-aula, estudar os textos, e as atividades propostas, espera-se de você

as seguintes habilidades:

Descrever o fenômeno da indução eletromagnética descoberto por Faraday.

Descrever as situações em que entre uma bobina - ligada a um medidor de corrente –

e um magneto (imã), NÃO se observam o fenômeno da indução eletromagnética.

Descrever as condições para que entre duas bobinas independentes, mas próximas

entre si, ocorra o fenômeno da indução eletromagnética.

Descrever a força eletromotriz – f.e.m – que surge num circuito durante o fenômeno

da indução eletromagnética.

Distinguir entre “ fluxo magnético sobre um circuito” e “variação do fluxo magnético

sobre um circuito”.

Exprimir a relação entre fluxo magnético e a intensidade do campo magnético B .

Interpretar as grandezas que aparecem na equação geral do fluxo: = B.A.cosθ.

Exprimir a Lei de Faraday da Indução eletromagnética.

Determinar a f.e.m. induzida numa espira e numa bobina de N espiras uma conhecida

a variação do fluxo d/dt sobre elas.

Determinar o sentido da f.e.m ( ou da corrente elétrica induzida) aplicando a Lei de

Lenz.



Grupo de Atividades

Exercícios para estudo com respostas comentadas

Atividade 01 O que é “indução eletromagnética” ?

Resposta comentada Por volta de 1831, uma década após a descoberta de que uma corrente elétrica produz um

campo magnético, Michael Faraday (1791-1867) – cientista inglês – e outros, descobriram

experimentalmente um fenômeno inverso: em determinadas condições, o campo magnético

pode induzir num circuito, uma corrente elétrica. A seguir serão descritos dois experimentos

a respeito.

EXPERIMENTO 1

Quando um imã for aproximado ou afastado de uma bobina constata-se o surgimento de

uma corrente elétrica no fio da bobina.

Os terminais A e B de uma bobina são ligados a um medidor de corrente elétrica com “zero

central” de alta sensibilidade; um imã é mantido parado a certa distância da bobina. O

ponteiro do medidor não se move indicando corrente elétrica ZERO no fio da bobina.

.

1) O imã é então aproximado da bobina; durante a aproximação o ponteiro do medidor se

movimenta acusando corrente elétrica no fio da bobina. Quanto mais rápido a aproximação,

maior a deflexão do ponteiro do medidor. Repetindo o ensaio, invertendo-se a polaridade do

imã, o ponteiro deflete no sentido oposto.

.



2) Quando o imã pára, o ponteiro do medidor de corrente retorna ao “zero” passando a

indicar ausência de corrente elétrica no fio da bobina.

3) O imã é afastado da bobina; durante o afastamento, o ponteiro do medidor deflete no

sentido oposto, indicando mudança no sentido de circulação da corrente elétrica no fio da

bobina.

Se o experimento for realizado com a bobina sendo aproximada ou afastada do imã fixo, os

mesmos efeitos são observados. A indução de corrente elétrica na bobina depende do

movimento relativo entre o imã e a bobina. O fenômeno pelo qual uma corrente é induzida

na bobina, conforme descrito acima, recebe o nome de “indução eletromagnética”

EXPERIMENTO 2

Dois pedaços de fio são enrolados ao redor de um núcleo de

ferro circular de modo a formar dois toroides independentes,

mas que podem ser acoplados eletromagneticamente entre si

por meio do núcleo de ferro.

Um deles, toroide 2, tem os terminais ligados a um medidor

sensível de corrente; o outro, toroide 1, tem seus terminais

ligados a uma pilha por meio de uma chave liga - desliga. O

experimento consiste em ligar e desligar a chave permitindo a

circulação de corrente elétrica no toroide 1.

O que se observa:

1) No ato da chave ser ligada, o ponteiro do medidor de corrente desvia para um lado e retorna ao ponto 0; o ponteiro continua nesta posição mesmo que uma corrente elétrica continue circulando pelo toroide 1.

2) No ato da chave ser desligada, o ponteiro desvia para o lado oposto e depois retorna ao ponto 0.

Uma corrente elétrica é induzida no toroide 2 sempre que a chave for ligada e/ou desligada. Enquanto a corrente elétrica no toroide 1 se mantiver invariável, a corrente no toroide 2 é nula.



O que ocorre?:

O gráfico abaixo ilustra o comportamento da corrente elétrica no

toroide 1.

No instante em que o circuito do toroide 1 é fechado, a corrente

elétrica é nula; apos curtíssimo intervalo de tempo Δt, a sua

intensidade atinge um valor máximo que depende da resistência R

do toroide 1 (Lei de Ohm → Imax = V/R) e da diferença de

potencial V.

A indução de corrente elétrica no toroide 2 ocorre durante o

curtíssimo intervalo de tempo Δt . Veja o que ocorre neste curtíssimo tempo:

1) A corrente elétrica no toroide 1 cresce de 0 até Imax; como conseqüência, o campo

magnético também cresce de B = 0 até Bmax = μ0Imax (N/2𝜋𝑅). Rever Cap.08.

2) Simultaneamente as linhas de fluxo do campo magnético do toroide 1 se adensam e ficam confinados ao longo do núcleo de ferro.

3) A variação do campo magnético no toroide 1 é transmitida ao longo do núcleo de ferro que é percebida pelo toroide 2.

4) No toroide 2 é induzida uma f.e.m sempre que sobre ele ocorrer uma variação de campo magnético.

5) A f.e.m é a responsável pela corrente elétrica induzida no totoide 2 acusada pelo medidor.

O que se busca neste experimento?

Diferentemente do Experimento 1, no qual a bobina e o imã são movimentados, os toroides 1

e 2 estão em repouso relativo. O que muda é a presença de um campo magnético variável.

O experimento buscava uma resposta para pergunta:

“Um campo magnético variável induz num circuito uma f.e.m. ?” A resposta é positiva.

Experimentos análogos levaram Faraday (na Inglaterra) e Henry (nos EUA) à conclusão de

que a indução de força eletromotriz (f.e.m.) num circuito elétrico tem origem na variação, no

tempo, do fluxo magnético sobre o circuito em questão. Este fenômeno recebe o nome de

“indução eletromagnética”.

Atividade 02 O que é “f.e.m”?

Resposta comentada Força eletromotriz – f.e.m. – atribuída a fontes e dispositivos como pilhas, baterias e

geradores elétricos, não é uma força, como o nome sugere. A f.e.m. é o trabalho (energia)

por unidade de carga (joule/coulomb) realizado para deslocar uma carga elétrica - em um



trajeto interno a fonte - de um terminal para outro produzindo, entre eles, uma d.d.p. Por

isso ela é medida em “volt”.

A f.e.m. induzida surge do nada?

Se ela surgisse do nada estaríamos diante de um fato de “criação de energia”. Mas não é isso o que ocorre. A indução eletromagnética é um processo de transferência de energia. Para induzir f.e.m. é preciso produzir variação em um campo magnético; isto envolve outra forma de energia. Por exemplo, é preciso variar a corrente elétrica para produzir variações no campo magnético de uma bobina; e para produzir corrente elétrica é preciso energia. Logo a indução de f.e.m. implica transformação de energia. Numa pilha ela resulta da transformação de energia química; num gerador, da transformação de energia mecânica. Assim, a f.e.m. resulta de uma cadeia de transformações de energia.

Atividade 03 O que é variação do fluxo magnético?

Resposta comentada Primeiramente, o que é fluxo magnético?

Considere um imã e as respectivas linhas do

campo magnético que também são denominadas

de “linhas de fluxo” do campo magnético.

Fluxo magnético − − é o conjunto de “linhas de

fluxo” do campo magnético que atravessa uma superfície. No imã de barra figurado o fluxo magnético através das superfícies dos pólos é o conjunto de todas as linhas de fluxo que as atravessam.

O fluxo magnético é uma grandeza escalar e a sua unidade de medida é o “weber” (leia-se: véber) cujo símbolo é Wb, em homenagem ao físico alemão Wilhelm Webber (1804-1891).

Relação entre fluxo magnético e a intensidade do campo magnético B.

Nas proximidades dos pólos do imã de barra, onde o campo magnético B é mais intenso, o

fluxo por unidade de área também é mais intenso do que em regiões mais remotas dos

pólos. Existe uma relação entre a intensidade do campo magnético B e o fluxo por unidade de área.

Para facilitar a compreensão, vamos considerar, inicialmente, um campo magnético uniforme (linhas de fluxo paralelas e igualmente espaçadas) e uma superfície de área A perpendicular às linhas do fluxo.



A intensidade B do campo magnético pode ser definida como a quantidade de linhas de fluxo por unidade de área que atravessa – perpendicularmente - a área A:

B = /A. (I) Como a unidade de fluxo magnético é o Webber (Wb), a unidade de campo magnético B pode ser expresso por “Wb/m²” onde 1 Wb/m² = 1 testa = 1 N/amp.m

Da relação (I), pode-se escrever que o fluxo magnético

é: = B.A (relação válida B A).

Na situação em que B ao plano da área A, pode variar com o tempo quando:

1) Somente B variar com o tempo.

2) Somente A variar com o tempo.

3) Ou quando B e A variarem simultaneamente.

Existe outra situação em que, mesmo que a intensidade B e A sejam fixos, o fluxo magnético

pode mudar com o tempo.

Esta situação ocorre quando o plano que contem a área mudar de direção em relação ao

campo magnético 𝐁 , por exemplo, quando o plano de uma espira girar defronte ao pólo de um imã.

Uma equação que relaciona o fluxo magnético com a intensidade B do campo magnético e a direção do plano que contem a área A, é denominada equação geral do fluxo.

Equação geral do fluxo

Para definir a direção do plano com relação ao campo

magnético ( ou às linhas de fluxo) define um vetor A ( A = A)

cuja direção é o da reta normal ao plano que contem a área. Quando o campo magnético B (e as linhas de fluxo) não forem perpendiculares ao plano da área A, considera-se para o calculo do fluxo magnético efetivo, a componente do campo magnético na direção do vetor

A , ou seja, a componente de B perpendicular ao plano: Bperpend = B.cos𝜃 . Assim, o fluxo

magnético , na sua forma mais geral, assume a forma:

= B.A.cos.

Observa-se que

1) Quando as linhas de fluxo forem perpendiculares ao plano da área A, o ângulo = 0° e

cos0°= 1 e o fluxo = B.A.cos. = B.A;

2) Quando as linhas de fluxo passarem tangencialmente ao plano da área A o ângulo

= 90° → cos 90° = 0 e o fluxo = B.A.cos90°= 0



Atividade 04 O que é a Lei de Faraday da indução eletromagnética?

Resposta comentada A Lei de Faraday estabelece uma relação entre a f.e.m induzida num circuito e a taxa com

que o fluxo magnético varia com o tempo.

Para um circuito simples como o de uma espira, a Lei de Faraday da indução eletromagnética é assim estabelecida:

(f.e.m.)1 espira = = - Δ/Δt

ou em termos de variação instantânea:

(f.e.m.)1 espira = = - d/dt

O sinal negativo, contribuição do físico alemão Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804 – 1865), está relacionado com a

interpretação do sentido da força eletromotriz induzida (ou da corrente elétrica induzida na espira). Muitas vezes, a Lei de Faraday é também conhecida como Lei de Faraday-Lenz.

No caso de uma bobina com N espiras a Lei de Faraday assume a seguinte forma:

f.e.m. = = - N. Δ/Δt ou em termos de variação instantânea: f.e.m. = = N.(d/dt)

Outra forma de apresentar a Lei de Faraday da indução é considerar a equação geral para o fluxo:

= (B.A.cos) → Δ = Δ(B.A.cos). Assim:

f.e.m. = = - N. (Δ/Δt) = - N.[Δ(B.A.cos)]/Δt

Em termos de variação instantânea: f.e.m. = = - N. (d/dt) = - N.d(B.A.cos)/dt.

Atividade 05 O fluxo sobre uma bobina de 400 espiras varia de 28x10-5 Wb para 8x10-5 Wb num intervalo

de tempo ∆t = 0,05 s. Determine a f.e.m induzida na bobina.

Resposta comentada Pela Lei de Faraday → f.e.m. = = - N. (Δ/Δt) = - (400)[(8x10-5 -28x10-5)/(0,05) Wb/s

f.e.m. = = - (400)(-20x10-5)/(5x10-2) Wb/s = +1,6 volts.



Atividade 06 Um campo magnético é perpendicular à secção transversal A = 12 cm² de uma bobina com

N=13 espiras. Se a intensidade do campo magnético varia conforme a relação B(t) = 4.t (Tesla) qual a f.e.m induzida nos terminais C e D da bobina?

Resposta comentada A força eletromotriz induzida nos terminais da bobina com N espiras é dada pela expressão:

= - N. d/dt = - N.d(B.A.cos)/dt

No caso, como B é perpendicular ao plano da área A, o ângulo 𝜃 = 0 → cos 0° = 1; as

grandezas A = 12 cm² = 12x10-4 m²; N = 13 espiras e B(t) = 4.t (T; s).

= - [N.A.cos𝜃]dB)/dt; como dB/dt = d(4t)dt = + 4 (T/s)

O que significa dB/dt = + 4 (T/s)?

Significa que as linhas do fluxo magnético se adensam no interior da bobina. Assim, a força eletromotriz induzida será:

= - (13)(12x10-4 m²)(1)(4 T/s) = -624x10-4 (m²T/s) =- 624x10-4 V = - 62,4 mV (milivolt)

O que mudaria se dB/dt = - 4 (T/s)?

Isto significa que a intensidade do campo magnético diminui com o tempo;

conseqüentemente, d/dt 0, significando que as linhas do fluxo magnético no interior da bobina ficam cada vez mais rarefeitas.

Logo, sendo dB/dt = - 4 T.m²/s, o resultado é

= - (13)(12x10-4)(1)(-4) = + 624x10-4 V = + 62,4 mV (milivolt)

Interpretação

O sinal da f.e.m tem implicação com o sentido da corrente elétrica induzida.

Esta interpretação será analisada em outra atividade envolvendo a Lei de Lenz.

Atividade 07 Mostre que “m².T/s” = volt.

Resposta comentada A letra T representa a unidade do campo magnético B no SI denominada “tesla”. Em

unidades de base do SI: 1 T = newton/(ampere)(metro) = N/(C/s).m, pois “ampere” =

coulomb/segundo = C/s.



Portanto, 1T = N/(C/s).m; multiplicando-se ambos os lados da igualdade por m²/s tem-se:

m².T/s = (m²/s)N/(C/s).m = m² N

S C

s .m

= m.N/C = J/C = V (volt).

Atividade 08 Uma bobina com 6 espiras penetra num campo magnético constante de intensidade B = 0,2 T e corta perpendicularmente as linhas de fluxo magnético à razão de + 0,3 m²/s. Qual a força eletromotriz induzida nos terminais da bobina?

Resposta comentada A força eletromotriz induzida nos terminais de uma bobina com N espiras é:

= - N. (d/dt) = - N. d(B.A.cos)/dt Neste caso são invariáveis: o número de espiras N = 6 espiras; B = 0,2 T; e = 90° (o plano da bobina cruza perpendicularmente as linhas de fluxo do campo magnético).

A variação do fluxo magnético é devido à variação da área, pois conforme a bobina cruza com as linhas do fluxo, a área A varrida pelas linhas de fluxo aumenta na razão de + 0,3 m²/s. Assim:

d/dt = d(B.A.cos𝜃)/dt = B.cos𝜃 (dA/dt)

Como dA/dt = + 0,3 m²/s → d/dt = B.cos𝜃 (dA/dt) = (0,2 T)(cos 90°)(0,3 m²/s) = + 0,06

T.m²/s.

Portanto, a f.e.m. induzida será:

= - N. d/dt = - 6.(0,06)(m²T/s) = - 0,36 volt = - 360 mV

Observação

Se a espira estivesse totalmenteimersa no fluxo magnetic e fosse dele retirada a razão de

0,3 m²/s, a variação do fluxo seria d/dt = B.cos𝜃d(A)/dt = - 0,06 T m²/s ( a área sob

influência das linhas de fluxo magnético estaria diminuindo 0,3 m² a cada intervalo de 1 s).

E a f.e.m. induzida seria:

= - N. Δ/Δt = -6.(-0,06 T. m²/s) = -+ 0,36 volt = + 360 mV

[O significado do sinal negativo da f.e.m. será analisado após a Lei de Lenz]

Atividade 09 Um imã aproxima-se de uma bobina (N= 18 espiras) com secção A = 0,002 m² conforme ilustra a figura.

Se a f.e.m. induzida na bobina for 𝜀 = + 18 mV ,

determine a variação do fluxo magnético sobre a bobina.



Resposta comentada Como a linhas de força não são paralelas, a variação do fluxo magnético - que ocorre com a aproximação do imã - é devido também a não uniformidade das linhas de fluxo que transvasam a bobina.

A variação do fluxo magnético é Δ/Δt = ∆[B.A.cos 𝜃]/∆t = (A). ∆[B.cos 𝜃]/∆t , pois A = 2X10-3 m², constante. Como o campo não é uniforme a variação do fluxo é debitada

na conta da variação global do campo magnético ∆(B.cos𝜃)/∆𝑡.

Assim, sendo = f.e.m. = N.(Δ/Δt) = N. (A). ∆[B.cos 𝜃]/∆t → ∆[B.cos 𝜃]/∆t = 𝜀/N.A = 18X10-3

volt/ 18x2.10-3 m² = 0,5 volt/m² = 0,5 T/s

Atividade 10 Princípios de um alternador ou gerador AC (corrente alternada).

Uma bobina com N espiras de área A gira com velocidade angular cortando as linhas de força paralelas do campo magnético (B, constante).

Mostre que a força eletromotriz nos coletores varia segundo uma senoide.

Resposta comentada O fluxo magnético sobre a espira muda por que o ângulo (ângulo entre a “normal ao plano das espiras da bobina” e a “direção do campo magnético B”) muda com o tempo.

= - N. (d/dt) = - N. d(B.A.cos)/dt

B, N e A são constantes, mas como = .t → cos = cos (.t), a variação do fluxo é função

da variação de cos (.t) em relação ao tempo ou seja :

= - N.B.A.(d(cos 𝜔𝑡)/dt = N.B.A..sen .t

Variação da intensidade da força eletromotriz induzida = N.B.A..sen .t é mostrada na tabela:



= t 0° 90° 180° 270° 360°

sen 0 1 0 -1 0

= NBA..[sen.t] 0 + N.B.A. 0 - N.B.A. 0

O gráfico ilustra a variação senoidal da f.e.m. induzida na bobina.

Para = 0° (normal campo magnético B) → = 0; conforme as espiras giram, a f.e.m. aumenta de 0 até o

valor máximo positivo (+ NBA) para = 90° e retorna

a zero quando =180°.

Durante este primeiro semi-ciclo (0 a 180°) a f.e.m. induzida movimenta os elétrons livres num sentido, deixando um dos coletores (por ex. o coletor A) com excesso de elétrons e o coletor B com falta de elétrons livres. Ou seja, neste semiciclo, o coletor A fica negativo e B positivo.

No semiciclo seguinte (180° a 360°) a f.e.m. induzida inverte de sinal, tornando-se negativa e, como conseqüência, o sinal dos coletores A e B, também se invertem. Conforme a bobina gira, as polaridades dos coletores A e B se alternam: ficam positivos num semiciclo e negativo no outro e assim por diante. A tensão fornecida por estes terminais são de polaridades alternadas e as correntes geradas são também alternadas. Daí o nome “alternadores” ou geradores de corrente alternada (CA).

Freqüência da tensão ou corrente alternada.

A bobina gira com velocidade angular = 2f onde “f” é a freqüência

de rotação da bobina.No Brasil a freqüência da corrente alternada é de

60 Hz ( 1 Hz = 1 hertz = 1 rotação por segundo ).

Atividade 11 O funcionamento de um transformador fundamenta-se no fenômeno da indução

eletromagnética?

Resposta comentada Transformador é um dispositivo cujo funcionamento fundamenta- se no fenômeno da indução eletromagnética.

Basicamente, um transformar consta de duas bobinas com número de espiras diferentes e um núcleo de ferro. Uma das bobinas recebe o nome de “bobina primária” ou “bobina de entrada”; a outra, é denominada “bobina secundária” ou “bobina de saída”.



Com o fornecimento de corrente alternada, cria-se um campo magnético variável na bobina

primária. A variação do campo magnético gera um fluxo magnético variável que,

propagando-se através do núcleo de ferro, induz na bobina secundária uma f.e.m. variável.

O núcleo de ferro, além de servir de estrutura, tem a função importante de confinar as linhas

de fluxo, impedindo que elas se espalhem.

A bobina primária corresponde à “entrada” de energia e a bobina secundária, à “saída” de

energia. Por meio das linhas de fluxo de um campo magnético variável produzido por uma

bobina, ocorre transferência de energia para o circuito de outro bobina.

Os transformadores dissipam energia na forma de calor; eles aquecem durante o

funcionamento.

Balanço energético

Lei da Conservação de energia:

Potência na "entrada" = Potência na "saída" + Potência dissipada.

Vp.Ip = Vs.Is + Potência dissipada.

Rendimento ( )

= "saída"/"entrada" ‹ 1

Num transformador ideal

Potência dissipada = 0 → = 1 ou 100%

Potência de entrada = Potência de saída Vp.Ip = Vs.Is

Relação entre as tensões e o número de espiras em cada bobina para um

transformador ideal

Num transformador ideal a dissipação de energia é nula e as linhas de fluxo campo

magnético criado pela bobina primária são confinadas no núcleo de ferro.

Assim, o fluxo por espira, é o mesmo em todas as espiras das duas bobinas e as f.e.m (ou

as diferenças de potenciais ) em cada bobina é : Vp = -Np(d/dt) e Vs = - Ns(d/dt) .

Vs

Vp =

Ns

Np → Vs = [Ns/Np].Vp

Se [Ns/Np] > 1 → Vs > Vp ( transformador de elevação de tensão)

Se [Ns/Np] < 1 → Vs <Vp ( transformador de redução de tensão)



Atividade 12 O que é a Lei de Lenz?

Resposta comentada A indução eletromagnética é descrita por duas Leis:

Lei de Faraday determina a f.e.m (e por conseqüência, a corrente elétrica) induzida

Lei de Lenz,fornece o sentido da corrente induzida.

Qual o sentido da corrente elétrica (convencional) que circula na espira quando um imã

(elemento indutor) é aproximado perpendicularmente a sua área?

O sentido da corrente elétrica induzida é o indicado na figura.

Lenz descobriu que “o sentido da corrente induzida é tal que os seus efeitos tendem a se

opor às variações do fluxo magnético do indutor.”

Isto significa que:

1°) Quando o fluxo magnético indutor aumenta sobre a espira, a corrente induzida gera um

fluxo que se opõe a esse aumento.

O fluxo magnético do imã aumenta sobre a espira, pois conforme o pólo do imã se aproxima

da espira, mais linhas de indução se concentram no interior da espira.

O que faz a corrente elétrica induzida?

Ela gera um campo magnético de modo que o seu fluxo seja oposto ao do fluxo do campo

indutor. Veja na figura: as linhas vermelhas são as do fluxo magnético gerado pela corrente

induzida I; elas representam um campo magnético oposto ao campo magnético indutor.

Outra maneira de descrever

a situação é pelo modelo

do “imã fantasma”. A espira

“percebe” a aproximação

do pólo N do imã indutor; a

corrente induzida circula na

espira de modo a criar um

“imã fantasma” cujo pólo N

se opõe à aproximação do

pólo N do imã indutor.



2°) Quando o fluxo magnético indutor diminui sobre a espira, a corrente induzida gera um

fluxo que se opõe a essa diminuição.

O imã é movimentado no sentido oposto. O pólo N do imã – se afasta do plano da espira. O

fluxo magnético diminui, pois as linhas do fluxo do

campo magnético indutor ficam cada vez mais rarefeitas.

O que ocorre?

A corrente induzida muda de sentido e passa a circular

na espira de modo que crie um fluxo magnético que se

opõe à diminuição do fluxo indutor. As linhas vermelhas

da figura mostram o sentido do fluxo magnético gerado

pela corrente induzida. Elas têm o mesmo sentido das linhas de fluxo magnético gerado pelo

imã indutor, mas as linhas pretas estão afastando da espira.

O fluxo magnético da corrente induzida (em vermelho) cresce para compensar a diminuição

do fluxo magnético (em preto) do imã que se afasta.

Atividade 13 Por que a Lei de Lenz é também conhecida como a “lei do contra” ?

Resposta comentada Popularmente a Lei de Lenz é conhecida como a “lei do contra”. Se o fluxo magnético

indutor cresce sobre um circuito fechado, a corrente elétrica induzida gerará um fluxo

magnético “contra” o crescimento. E, contrariamente, se o fluxo magnético indutor estiver

diminuindo, a corrente elétrica induzida gerará um campo magnético que se opõe a essa

diminuição.

Atividade 14 Por que a Lei de Lenz se fundamenta na Lei da Conservação da Energia?

Resposta comentada A relação entre o sentido da corrente elétrica induzida em um circuito fechado e a variação do fluxo magnético , estabelecida pela Lei de Lenz, é tal que a corrente elétrica induzida produz efeitos opostos a suas causas.

Mais especificamente, o sentido da corrente elétrica induzida é tal que o fluxo magnético, por ela criado, se opõe à variação do fluxo magnético que a produziu.

Em outras palavras, para gerar uma corrente induzida, é necessário energia. Se a corrente elétrica induzida produzisse um fluxo magnético cuja variação fosse igual à do campo indutor, mais e mais corrente elétrica seria induzida; e isto, violaria a lei da conservação da energia.



Atividade 15 Qual o significado do sinal negativo na Lei de Indução magnética de Faraday?

Resposta comentada A Lei de Faraday da indução eletromagnética = N. (Δ/Δt) e a Lei de Lenz (a “lei do

contra”] podem ser fundidas em uma só e assim escrita: = - N.(Δ/Δt) onde o sinal negativo é a contribuição da Lei de Lenz.

1) Se (Δ/Δt) > 0 (fluxo crescente) → < 0 ( a corrente induzida gerada por 𝜀 produz um fluxo decrescente).

2) Se (Δ/Δt) < 0 ( fluxo decrescente) → > 0 ( a corrente induzida gerada por 𝜀 produz um

fluxo crescente).

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