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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Inducao e Indutancia
Grupo 7
Universidade Federal de Campina Grande - UFCGFısica III
Abril 2013
Grupo 7 Inducao e Indutancia 1/ 27
Inducao e Indutancia
Grupo 7
Carla VasconcellosCarlos MagnoMarcio GleissonRyan Freire
IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Sumario1 Introducao
SurgimentoExperimentos
2 A Lei de Faraday da InducaoA lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
3 A Lei de LenzA Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
4 Inducao e Transferencia de EnergiaInducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
5 Campos Eletricos InduzidosCampos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
Grupo 7 Inducao e Indutancia 3/ 27
IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Sumario1 Introducao
SurgimentoExperimentos
2 A Lei de Faraday da InducaoA lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
3 A Lei de LenzA Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
4 Inducao e Transferencia de EnergiaInducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
5 Campos Eletricos InduzidosCampos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
Grupo 7 Inducao e Indutancia 3/ 27
IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Sumario1 Introducao
SurgimentoExperimentos
2 A Lei de Faraday da InducaoA lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
3 A Lei de LenzA Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
4 Inducao e Transferencia de EnergiaInducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
5 Campos Eletricos InduzidosCampos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Sumario1 Introducao
SurgimentoExperimentos
2 A Lei de Faraday da InducaoA lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
3 A Lei de LenzA Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
4 Inducao e Transferencia de EnergiaInducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
5 Campos Eletricos InduzidosCampos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
Grupo 7 Inducao e Indutancia 3/ 27
IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Sumario1 Introducao
SurgimentoExperimentos
2 A Lei de Faraday da InducaoA lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
3 A Lei de LenzA Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
4 Inducao e Transferencia de EnergiaInducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
5 Campos Eletricos InduzidosCampos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Surgimento
Observacoes
Producao do campo eletrico atraves de uma corrrente
Um campo magnetico pode gerar um campo eletrico
Aplicacoes
Funcionamento de guitarras eletricas
Operacao dos geradores
Grupo 7 Inducao e Indutancia 4/ 27
IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Surgimento
Observacoes
Producao do campo eletrico atraves de uma corrrente
Um campo magnetico pode gerar um campo eletrico
Aplicacoes
Funcionamento de guitarras eletricas
Operacao dos geradores
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Surgimento
Observacoes
Producao do campo eletrico atraves de uma corrrente
Um campo magnetico pode gerar um campo eletrico
Aplicacoes
Funcionamento de guitarras eletricas
Operacao dos geradores
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
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SurgimentoExperimentos
Experimentos
Considere uma espira ligada a um gal-vanometro (aparelho que mede a correnteeletrica):
Quando o ima e deslocado em direcao aespira o galvanometro indica que umacorrente e induzida na espira;
Quando o ima e mantido parado nenhumacorrente e induzida na espira;
Quando o ima e afastado da espira ogalvanometro indica que uma corrente einduzida na espira, oposta ao primeiro;
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Experimentos
Conclusoes
uma corrente eletrica e criada num circuitodo galvanometro enquanto ocorrer ummovimento relativo entre o ima e a espira.
Chamamos essa corrente de correnteinduzida e ela e produzida por uma feminduzida
Esses resultados sao notaveis pelo fatode existir corrente num fio sem quenenhuma bateria esteja ligada a ele
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Experimentos
Conclusoes
uma corrente eletrica e criada num circuitodo galvanometro enquanto ocorrer ummovimento relativo entre o ima e a espira.
Chamamos essa corrente de correnteinduzida e ela e produzida por uma feminduzida
Esses resultados sao notaveis pelo fatode existir corrente num fio sem quenenhuma bateria esteja ligada a ele
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Experimentos
Conclusoes
uma corrente eletrica e criada num circuitodo galvanometro enquanto ocorrer ummovimento relativo entre o ima e a espira.
Chamamos essa corrente de correnteinduzida e ela e produzida por uma feminduzida
Esses resultados sao notaveis pelo fatode existir corrente num fio sem quenenhuma bateria esteja ligada a ele
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Experimentos
Duas espiras condutoras proximas umada outra, mas sem se tocarem.
Fechando-se S (para ligar a corrente na espira da direita)aparece um pico momentaneo de corrente no galvanometro G.
Abrindo-se S (para desligar a corrente), aparece um picomomentaneo de corrente no galvanometro, na direcao oposta aanterior.
Embora nao haja movimento das espiras, temos uma correnteinduzida ou uma forca eletromotriz induzida (fem)
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Experimentos
Duas espiras condutoras proximas umada outra, mas sem se tocarem.
Fechando-se S (para ligar a corrente na espira da direita)aparece um pico momentaneo de corrente no galvanometro G.
Abrindo-se S (para desligar a corrente), aparece um picomomentaneo de corrente no galvanometro, na direcao oposta aanterior.
Embora nao haja movimento das espiras, temos uma correnteinduzida ou uma forca eletromotriz induzida (fem)
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
SurgimentoExperimentos
Experimentos
Nesta experiencia, uma fem e induzida na espira somente quandoo campo magnetico que a atravessa estiver variando.
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
Consideracoes
Forca eletromotriz e corrente podem ser induzidas em umaespira
quantidade de campo magnetico pode ser visualizada emtermos das linhas de campo magnetico que atravessam aespira
Forca eletromotriz e induzida na espira quando o numero de linhasde campo magnetico que atravessam a espira varia.
A lei de Faraday ajuda a visualizar o fenomeno da inducao
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
Consideracoes
Forca eletromotriz e corrente podem ser induzidas em umaespira
quantidade de campo magnetico pode ser visualizada emtermos das linhas de campo magnetico que atravessam aespira
Forca eletromotriz e induzida na espira quando o numero de linhasde campo magnetico que atravessam a espira varia.
A lei de Faraday ajuda a visualizar o fenomeno da inducao
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
Consideracoes
Forca eletromotriz e corrente podem ser induzidas em umaespira
quantidade de campo magnetico pode ser visualizada emtermos das linhas de campo magnetico que atravessam aespira
Forca eletromotriz e induzida na espira quando o numero de linhasde campo magnetico que atravessam a espira varia.
A lei de Faraday ajuda a visualizar o fenomeno da inducao
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
Fluxo Magnetico
Para quantificar essas observacoes, temos de definir uma novagrandeza, o fluxo magnetico.
O fluxo associado com um campo magnetico e proporcional aonumero de linhas do campo magnetico que atravessam umaarea.
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
Fluxo Magnetico
O fluxo magnetico atraves um plano de area A que faz umangulo Θ em relacao ao campo magnetico uniforme e
A unidade SI do fluxo magnetico chama-se weber (Wb)
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
A lei de Faraday
Uma fem e induzida num circuito quando o fluxo magneticoatraves da superfıcie limitada pelo circuito varia com o tempo.
A fem induzida num circuito e igual a taxa temporal de variacaodo fluxo magnetico atraves do circuito.
Esse enunciado e conhecido como lei de Faraday da inducao.
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
A lei de Faraday
Se o circuito for uma bobine de N espiras identicasconcentricas e se as linhas do campo atravessarem todas asespiras , a fem induzida sera:
Entao, uma fem pode ser induzida num circuito variando-se o fluxomagnetico de diversas maneiras:
Variar o modulo de B com o tempo
Variar a area A do circuito com o tempo
Variar o angulo Θ entre B e a area com o tempo
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A lei de FaradayFluxo MagneticoA lei de Faraday
A lei de Faraday
Se o circuito for uma bobine de N espiras identicasconcentricas e se as linhas do campo atravessarem todas asespiras , a fem induzida sera:
Entao, uma fem pode ser induzida num circuito variando-se o fluxomagnetico de diversas maneiras:
Variar o modulo de B com o tempo
Variar a area A do circuito com o tempo
Variar o angulo Θ entre B e a area com o tempo
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
A corrente induzida em uma espira tem um sentido tal que ocampo magnetico produzido pela corrente se opoe ao campomagnetico que induz a corrente.
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
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A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
A Lei de Lenz
Apos Faraday propor a lei da inducao, Lenz( Heinrich FriedrichLenz), criou uma regra para determinar o sentido da correnteinduzida em uma espira, que mais tarde ficou conhecida comLei de Lenz.
Esta lei diz que a corrente induzida em uma espira tem umsentido tal que o campo magnetico produzido pela corrente seopoe ao campo que induz a corrente.
A forca eletromotriz induzida, tem o mesmo sentido que acorrente induzida.
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
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Campos Eletricos Induzidos
A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
A Lei de Lenz
Apos Faraday propor a lei da inducao, Lenz( Heinrich FriedrichLenz), criou uma regra para determinar o sentido da correnteinduzida em uma espira, que mais tarde ficou conhecida comLei de Lenz.
Esta lei diz que a corrente induzida em uma espira tem umsentido tal que o campo magnetico produzido pela corrente seopoe ao campo que induz a corrente.
A forca eletromotriz induzida, tem o mesmo sentido que acorrente induzida.
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
A Lei de Lenz
Apos Faraday propor a lei da inducao, Lenz( Heinrich FriedrichLenz), criou uma regra para determinar o sentido da correnteinduzida em uma espira, que mais tarde ficou conhecida comLei de Lenz.
Esta lei diz que a corrente induzida em uma espira tem umsentido tal que o campo magnetico produzido pela corrente seopoe ao campo que induz a corrente.
A forca eletromotriz induzida, tem o mesmo sentido que acorrente induzida.
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A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
Oposicao ao movimento de um polo magnetico
Ocorre quando um ima se aproxima de uma espira pelo seu polonorte e induz uma corrente, entao a espira passa a se comportarcomo um dipolo, apresentando polo norte e sul, e existe um mo-mento magnetico que vai do polo sul ao norte, neste caso a correntetem sentido anti-horario.
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A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
Oposicao a variacao de fluxo
Com o ima afastado da espira o fluxo ezero. Quando o ima se aproxima como polo norte voltado para a espira ecampo voltado para baixo o fluxo atravesda espira aumenta e para se opor aofluxo a corrente induzida cria um campooposto ao aumento do fluxo, apontadopara cima.
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A Lei de LenzFormas de OcorrenciaExemplos
Guitarras
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Inducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
Inducao e Transferencias de Energia
De acordo com a lei de Lenz, quando um ima e afastado ouaproximado de uma espira, uma forca magnetica oferece resistenciaao movimento e , portanto, e preciso realizar um trabalho positivopara executa-lo. Ao mesmo tempo uma energia termica e produzidana espira por causa da resistencia eletrica do material a corrente in-duzida na espira pelo movimento. A energia transferida ao sistemaespira + ima pela forca aplicada acaba sendo transformada em en-ergia termica.
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Inducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
Inducao e Transferencias de Energia
A figura mostra uma situacao que envolve uma corrente induzida.Uma espira retangular de largura L esta parcialmente imersa em umcampo magnetico externo uniforme perpendicular ao plano da es-pira. Suponha que a espira seja puxada para a direita com veloci-dade constante.
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Inducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
Vamos agora calcular a taxa com a qual e executado trabalhomecanico quando a espira e puxada com velocidade constante.
Para puxar uma espira com velocidade constante, e precisoaplicar uma forca constante F a espira.
A taxa com a qual esse trabalho e executado, ou seja, a potencia, edada por: P = Fv ,
onde F e o modulo da forca aplicada.Quando deslocamos a espira para a direita, a parte da espira
que esta imersa no campo magnetico diminui. Assim, o fluxoatraves da espira tambem diminui. Como o fluxo esta diminuindo,aparece uma forca eletromotriz e portanto uma corrente induzida naespira
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Inducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
Vamos agora calcular a taxa com a qual e executado trabalhomecanico quando a espira e puxada com velocidade constante.
Para puxar uma espira com velocidade constante, e precisoaplicar uma forca constante F a espira.
A taxa com a qual esse trabalho e executado, ou seja, a potencia, edada por: P = Fv ,
onde F e o modulo da forca aplicada.Quando deslocamos a espira para a direita, a parte da espira
que esta imersa no campo magnetico diminui. Assim, o fluxoatraves da espira tambem diminui. Como o fluxo esta diminuindo,aparece uma forca eletromotriz e portanto uma corrente induzida naespira
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IntroducaoA Lei de Faraday da Inducao
A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Inducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
Vamos agora calcular a taxa com a qual e executado trabalhomecanico quando a espira e puxada com velocidade constante.
Para puxar uma espira com velocidade constante, e precisoaplicar uma forca constante F a espira.
A taxa com a qual esse trabalho e executado, ou seja, a potencia, edada por: P = Fv ,
onde F e o modulo da forca aplicada.Quando deslocamos a espira para a direita, a parte da espira
que esta imersa no campo magnetico diminui. Assim, o fluxoatraves da espira tambem diminui. Como o fluxo esta diminuindo,aparece uma forca eletromotriz e portanto uma corrente induzida naespira
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Campos Eletricos Induzidos
Inducao e Transferencias de EnergiaValores quantitativosDemostracao Formula
Demostracao no quadro
E igual a taxa com a qual executamos trabalho sobre a espira.Assim o trabalho pra puxar a espira na presenca de um campomagnetico e transformado em energia termica.
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Campos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
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A Lei de LenzInducao e Transferencia de Energia
Campos Eletricos Induzidos
Campos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
Reformulacao da lei de Faraday
De acordo com a Eq. 30-20, um campo magnetico variavelinduz um campo eletrico. O Campo magnetico aparece do ladodireito da equacao (atraves do fluxo ΦB), e o campo Eletrico, dolado esquerdo.
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Campos Eletricos Induzidos
Campos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
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Campos Eletricos Induzidos
Campos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
Uma nova visao do Potencial Eletrico
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Campos Eletricos Induzidos
Campos Eletricos InduzidosUma nova visao do Potencial EletricoCompreensao quantitativa
Compreensao quantitativa
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Inducao e Indutancia
Obrigada pela atencao!