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10. Lei de Faraday

10.1. A Lei de Faradayda Indução

10.2. A femde indução num condutor em movimento

10.3. A Lei de Lenz

10.4. FemsInduzidas e Campos Eléctricos Induzidos

10.5. Geradores e Motores 10.6. As Equações de Maxwell

•Até agora: campos eléctricos produzidos pelas cargas estacionárias e campos magnéticos produzidos pelas cargas em movimento.

•Neste capítulo: campos eléctricos que são criados por campos magnéticos variáveis.

¾Lei da indução, de Faraday.

•Com a Lei de Faraday, completamos a introdução às leis fundamentais do electromagnetismo.

estas leis podem ser resumidas num conjunto de quatro equações, as equações de Maxwell.

Juntamente com a força de Lorentz, representam a teoria completa para a descrição clássica da interacção dos corpos carregados.

•As equações de Maxwellrelacionam entre si os campos eléctricos e magnéticos e relacionam os campos com as suas fontes: as cargas eléctricas.

10.1.A Lei de Faradayda Indução

Comecemos por descrever duas experiências que demonstram que umacorrente pode ser gerada por um campo magnético variável.

•Experiência 1:Consideremos o circuito da figura abaixo:

NS

Galvanómetro

•Se o imã for aproximado da espira, a agulha do galvanómetro desvia-se num sentido

•Se o imã for afastado da espira, a agulha do galvanómetro desvia-se na direcção oposta.

•Se o imã ficar estacionário em relação à espira, não há deflexãoda agulha.

⇒Háuma corrente no circuito desde que exista um movimento relativo entre o imã e a bobina. →a corrente éuma corrente induzida, gerada por uma feminduzida.

•Experiência 2 (Experiência de Faraday)

Núcleo de Ferro

Galvanómetro

Bateria Bobina secundária

Bobina primária

intensificar ogerado

Núcleo de ferro: a fim de pela I que circula na bobina.

B r

•No instante em que se liga o interruptor no circuito primário, o galvanómetro no circuito secundário desvia-se numa direcção e depois retorna a zero.

•Quando se desliga o interruptor, o G desvia-se na outra direcção, e depois retorna a zero.

•A leitura do G, é nula, quando há uma corrente constante no circuito primário.

variável ⇒Uma força electromotriz induzida produz-se no circuito secundário em virtude do campo magnético variável.

•Nas duas experiências descritas houve uma feminduzida num circuito quando o fluxo magnético (φ m )através do circuito variou no tempo.

⇒A feminduzida num circuito é directamente proporcional à taxa temporal de variação do φ m através do circuito.

d m φ r r φ o integral é tomado sobre a área limitada pelo circuito.

Sinal negativo: consequência da Lei de Lenz(9.3) m φ

Suponhamosuniforme no interior de uma espira de área A, no plano.
1) O módulo depode variar com o tempo;

É possível induzir uma femnum circuito de diversas maneiras: 2) a área limitada pelo circuito pode variar com o tempo;

3) o ângulo, θ, entree a normal ao plano da espira pode variar com o tempo

4) qualquer combinação destas situações.

B r

B r θ dA

⇒φ m = B.A.cos(θ)

10.2.A femde indução num condutor em movimento

•Uma femé induzida num condutor que se move num campo magnético.

•Consideremos um condutor rectilíneo; comprimento; = cte;
uniforme ⊗;⊥(para simplificar).

v r r l v r

•Os e -no condutor sofrerão uma

⇒os e -vão mover-se para a extremidade de

háumno interior do condutor.

baixo ⇒em virtude desta separação de cargas,

BvqF r r

E r

B r v r

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