Indução Eletromagnética

A unificação dos campos elétricos e magnéticos

A indução eletromagnética integra os campos da eletricidade e do magnetismo. Esse fenômeno da física é conhecido como eletromagnetismo. A indução eletromagnética tem sido estudada desde 1820. Hans Christian Oersted, físico e químico dinamarquês, já explorava as correntes elétricas. E através de suas pesquisas ele descobriu que elas poderiam criar campos magnéticos.

Em seu experimento, Oersted colocou um fio condutor próximo a uma bússola. Ele percebeu que na presença de corrente elétrica, a agulha fixada da bússola fazia alguns movimentos. Quando o a corrente elétrica era interrompida, os movimentos também paravam.

Através dessa experiência, ele constatou que a movimentação da agulha acontecia mediante a um campo magnético presente. Esse campo, só poderia ser o campo magnético da terra.

Foi a partir daí que o estudo entre esses dois âmbitos da física foi se tornando cada vez mais íntimo, até chegar ao que hoje chamamos de eletromagnetismo. Os avanços na área continuaram, mas somente em 1831, Michael Faraday, físico e químico britânico, descobriu a indução eletromagnética.

Os experimentos de Michael Faraday

Faraday precisou realizar inúmeras tentativas e considerar várias hipóteses até chegar ao resultado esperado. Em um desses testes ele utilizou um anel feito de ferro, enrolou um fio de cobre em uma metade do anel, e outro fio de cobre na metade restante.

A primeira coisa que ele fez foi ligar as extremidades de um dos fios de cobre enrolados a uma bateria. A segunda parte do fio, ele conectou a outro pedaço de fio, passando por uma bússola que estava a uma distância considerável do anel.

Observando a imagem, fica mais fácil entender como ele realizou esse processo.

Outros fenômenos da física puderam ser explicados a partir dos experimentos de Faraday. (Foto: Wikipedia)

Quando Faraday ligou a bateria, ele percebeu que a bússola mudava de direção. Só que quando desligada, a bússola continuava a mudar sua direção, parando somente quando a corrente elétrica ficada ligada de forma constante. Dessa forma, ele percebeu que uma corrente elétrica provocava uma outra corrente no condutor de eletricidade.

Dessa forma, ele seguiu para testar se conseguiria obter o mesmo resultado utilizando um ímã permanente, que é um objeto feito de aço magnetizado. Dessa vez ele utilizou um imã cilíndrico e o inseriu dentro de uma bobina. Quando fez isso, percebeu que a agulha de um galvanômetro, um aparelho que mede a intensidade ou potencial elétrico entre dois pontos, começou a se movimentar.

Sendo assim, ele concluiu que quando movimentado, um imã pode gerar uma corrente elétrica em um condutor de eletricidade. Michael Faraday descobria a indução eletromagnética.

Como determinar a indução eletromagnética

Com os resultados prontos, Faraday precisou criar uma fórmula para explicar o fenômeno da indução eletromagnética. A lei proposta pelo físico levou o seu nome, Lei de Faraday.

Essa proposição afirma que toda vez que houver uma mutação do fluxo magnético a partir de circuitos elétricos, haverá a produção de uma força chamada eletromotriz.

A força eletromotriz (FEM) é uma propriedade presente dos dispositivos que geram corrente elétrica em um circuito. A fórmula desenvolvida por Faraday para a indução eletromagnética é esta:

e = - F /t

Sendo que:

e: força eletromotriz induzida (V)
F: variação do fluxo magnético (Wb)
t: intervalo de tempo (s)

Pode-se perceber que essa fórmula recebe o sinal negativo (-) logo no começo. Vamos entender o porquê.

Lei de Lenz

Faraday foi um dos responsáveis para determinar os princípios da indução eletromagnética. De acordo com os seus experimentos, ele confirmou que a corrente induzida variava de sentido, mas ele não conseguiu identificar como isso acontecia.

Somente três anos depois da descoberta de Faraday, que Heinrich Lenz, físico russo, sugeriu uma regra para determinar o sentido da corrente induzida. De acordo com Lenz, toda vez que o fluxo magnético aumenta, uma corrente induzida é produzida no condutor.

Essa corrente surge de tal forma que o campo magnético criado tenta impedir o aumento do fluxo. Por isso, a fórmula da indução eletromagnética leva o símbolo (-) à frente. Para não restar dúvidas, analise através da figura de um ímã.

Na imagem, é possível ver o sentido da corrente quando: o ímã está se aproximando do condutor, e quando ele se afasta. (Foto: Wikipedia)

Toda vez que esse ímã chega próximo ao condutor (espira) de eletricidade, o fluxo magnético da superfície desse condutor aumenta. O aumento desse fluxo cria uma corrente induzida, esse fluxo possui o sentido inverso do campo que o ímã originou.

A unificação dos campos elétricos e magnéticos

Os experimentos de Michael Faraday

Como determinar a indução eletromagnética

Lei de Lenz

Artigos Relacionados