Fisica3 (Eletromagnetismo)

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INDUTANCIA
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O movimento do ímã
produz uma corrente
na espira.
Figura 30-1 Um amperímetro
revela a existência de uma corrente
na espira quando o ímã está em
movimento em relação à espira.
30-1 ~ C~~ l~ 29\:~:m~~o~: de que uma corrente produz om crunpo
magnético. Isso foi uma surpresa para os primeiros cientistas que observaram o fenômeno.
Talvez ainda mais surpreendente tenha sido a descoberta do efeito oposto:
um campo magnético pode gerar um campo elétrico capaz de produzir uma corrente.
Essa ligação entre um campo magnético e o campo elétrico produzido (induzido) é
hoje chamada de lei de indução de Faraday.
As observações de Michael Faraday e outros cientistas que levaram a essa lei
eram a princípio apenas ciência básica. Hoje, porém, aplicações dessa ciência básica
estão em toda parte. A indução é responsável, por exemplo, pelo funcionamento das
guitarras elétricas que revolucionaram o rock e ainda são muito usadas na música
popular. Também é essencial para a operação dos geradores que fornecem energia
elétrica para nossas cidades e dos fornos de indução usados na indústria quando
grandes quantidades de metal têm que ser fundidas rapidamente.
Antes de tratar de aplicações como a guitarra elétrica, discutiremos sobre doi
experimentos simples relacionados à lei de indução de Faraday.
30-2 Dois Experimentos
Vamos examinar dois experimentos simples para nos prepararmos para a discussão
da lei de indução de Faraday.
Primeiro experimento. A Fig. 30-1 mostra uma espira de material condutor ligada
a um amperímetro. Como não existe uma bateria ou outra fonte de tensão no circuito,
não há corrente. Entretanto, quando aproximamos da espira um ímã em forma de barra.
o amperímetro indica a passagem de um corrente. A corrente desaparece quando o ímã
para. Quando afastamos o ímã da espira, a corrente torna a aparecer, no sentido contrário.
Repetindo o experimento algumas vezes, chegamos às seguintes conclusões:
1. A corrente é observada apenas se existe um movimento relativo entre a espira e o ímã:
a corrente desaparece no momento em que o movimento relativo deixa de existir.
2. Quanto mais rápido o movimento, maior a corrente.
3. Se, quando aproximamos da espira o polo norte do ímã, a corrente tem o sentido
horário, quando afastamos o polo norte a corrente tem o sentido anti-horário. Nesse
caso, quando aproximamos da espira o polo sul, a corrente tem o sentido anti-horário,
e quando afastamos da espira o polo sul, a corrente tem o sentido horário.
A corrente produzida na espira é chamada de corrente induzida; o trabalho realizado
por unidade de carga para produzir essa corrente ( ou seja, para colocar em
movimento os elétrons de condução responsáveis pela corrente) é chamado de força
eletromotriz induzida; o processo de produzir a corrente e a força eletromotriz
recebe o nome de indução.
Segundo Experimento. Para este experimento, usamos o arranjo da Fig. 30-2.
com duas espiras condutoras próximas uma da outra, mas sem se tocarem. Quando a
chave S é fechada, fazendo passar uma corrente na espira da direita, o amperímetro