Que o Senhor Jesus seja o norte para nossos estudos nesse semestre!!!

EREM-CARLOS DIAS DA SILVA Equipamentos Elétricos e Telecomunicações EIXO TEMÁTICO: Equipamentos Elétricos e Telecomunicações CONTEÚDOS CONTEMPLADO PELO EIXO TEMA:ELETROMAGNETISMO: FLUXO MAGNÉTICO INDUÇÃO MAGNÉTICA LEI DE LENZ Metodologia: Aulas teórica , Lista de Exercícios (ppt) Aula experimental (Laboratório de Física)

Fluxo Magnético

EXEMPLO 1   EXEMPLO 2  

EXEMPLO 3   EXEMPLO 4  

Indução Eletromagnética

Leis qualitativas sobre a indução eletromagnética Toda corrente elétrica induzida é originada devido a uma variação do fluxo magnético de indução. Não há corrente induzida se não houver variação do fluxo magnético de indução O fluxo magnético pode variar por uma variação da área da superfície, ou por uma variação da indução, ou por uma variação da superfície da espira no interior do campo magnético. Este último processo ocorre quando se: varia o ângulo α girando a espira e variando assim sua posição, obtendo um gerador mecânico de energia elétrica (como nas usinas hidrelétricas, termelétricas e nucleares).

Observe nas figuras abaixo que à medida que a espira gira, a quantidade de linhas de indução magnética (fluxo magnético) que a atravessa também varia, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida, acendendo a lâmpada.  

Força eletromotriz induzida - Lei de Faraday Michael Faraday 1791-1867

Michael Faraday, experimentalmente observou que a tensão média induzida e consequentemente a corrente elétrica induzida é maior quanto mais rápida for a variação do fluxo magnético no circuito. Lembrando que a essa tensão média induzida dá-se o nome de força eletromotriz induzida.  Assim, ele definiu essa lei da seguinte maneira:

Módulo da Força Eletromotriz “ O módulo da força eletromotriz induzida num circuito é igual à razão entre a variação do fluxo magnético nesse circuito, pelo intervalo de tempo em que essa variação ocorre”  

Lei de Lenz  A lei de Lenz se refere ao sentido da corrente elétrica induzida afirmando que a corrente elétrica induzida, sempre tem sentido oposto as linhas do campo magnético indutor: “ O sentido da corrente elétrica induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem”

Observe atentamente os exemplos seguintes, que permitem calcular o sentido da corrente elétrica induzida através da aplicação da lei de Lenz: O pólo norte do imã se aproxima da espira ou do solenoide: A corrente induzida deve ter um sentido que vai originar na espira um pólo que deve se opor ao pólo norte que se aproxima. Assim, a face esquerda da espira deve ser um pólo norte.

Eventualmente, devido à lei de Lenz, que afirma que a força eletromotriz induzida se opõe à variação de fluxo, costuma-se escrever a lei de Lenz da seguinte forma:  

EXEMPLO: 1   EXEMPLO: 2  

EXEMPLO: 3 (UFPE-PE) O fluxo magnético através do anel da figura é 37.10-3 Wb. Quando a corrente que produz este fluxo é interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms. Determine a intensidade da força eletromotriz média induzida no anel, em volts

EXEMPLO: 4 (UFB) O Airbus A330-200 da TAM, tem 60m de envergadura (distância entre os extremos das asas). Ele voa a 720km/h e a uma altitude constante, numa região onde a componente vertical do vetor indução magnética da Terra (campo magnético terrestre) tem valor de 5.10-5T. Calcule a diferença de potencial (fem) induzida entre os extremos das asas.

EXEMPLO: 5 (UFABC-SP) Fazendo girar uma espira no interior de um campo magnético uniforme constante, essa fica sujeita a uma corrente elétrica induzida que varia de acordo com a inclinação da espira no interior desse campo. Sabendo que a velocidade angular da espira é mantida constante e que a sequência mostrada completa-se em um ciclo, faça um esboço do gráfico da intensidade da corrente elétrica i em função do tempo t para os primeiros 8s. 

EXEMPLO: 6 (UFOP-MG) Para escoar a energia elétrica produzida em suas turbinas, a hidrelétrica de Itaipu eleva a tensão de saída para aproximadamente 700.000 V. Em sua residência, as tomadas apresentam uma tensão de 127 V e/ou 220 V. O equipamento que realiza essa tarefa de elevar e abaixar a tensão é o transformador. É correto afirmar que:

o princípio de funcionamento de um transformador exige que a tensão/corrente seja contínua.  b) o princípio de funcionamento de um transformador exige que a tensão/corrente seja alternada.  c) o transformador irá funcionar tanto em uma rede com tensão/corrente alternada quanto em uma com tensão/corrente contínua.  d) o transformador irá funcionar quando, no enrolamento primário, houver uma tensão/corrente contínua e, no secundário, uma alternada. 

EXEMPLO: 7 (UFPE-PE) O gráfico mostra a dependência com o tempo de um campo magnético espacialmente uniforme que atravessa uma espira quadrada de 10 cm de lado. Sabe-se que a resistência elétrica do fio, do qual é formada a espira, é 0,2 ohm. Calcule a corrente elétrica induzida na espira, em mA, entre os instantes t = 0 e t = 2,0 s.

Força eletromotriz induzida pelo movimento Força eletromotriz gerada por um condutor móvel num campo elétrico uniforme: esse condutor tem o comportamento de um gerador mecânico de eletricidade de fem (ε)  quando você movimenta o condutor RS de comprimento (L)