- O que é a Lei de Faraday?
- História da lei de Faraday
- Fórmula da lei de Faraday
- Exemplos de aplicação da lei de Faraday
- Lei de Lenz
Explicamos o que é a lei de Faraday, indução eletromagnética, sua história, fórmula e exemplos. Além disso, a lei de Lenz.
A lei de Faraday estuda a força eletromagnética em circuito fechado.O que é a Lei de Faraday?
A Lei da Indução Eletromagnética de Faraday, conhecida simplesmente como Lei de Faraday, foi formulada pelo cientista britânico Michael Faraday em 1831. Esta lei quantifica a relação entre um campo magnético variável no clima e ele campo elétrico criado por essas mudanças.
A declaração da referida lei afirma:
"A tensão induzida em um circuito fechado é diretamente proporcional à taxa de variação no tempo do fluxo magnético que passa por qualquer superfície com o próprio circuito como uma borda."
Para entender isso completamente, será necessário revisar o experimento de Faraday: a bateria forneceu corrente a uma pequena bobina, criando umcampo magnético pelas voltas da bobina (cabos metálicos enrolados no próprio eixo). Quando esta bobina foi movida para dentro e para fora de uma maior, seu campo magnético (mudando ao longo do tempo pelo movimento) gerou um Voltagem na grande bobina que pode ser medida com um galvanômetro.
A partir deste experimento e da formulação da lei de Faraday, inúmeras conclusões sobre a geração de energia elétrica, que foram fundamentais para a Lei de Lenz e para a gestão moderna da energia elétrica.
História da lei de Faraday
Michael Faraday (1791-1867) foi o criador das ideias centrais em torno do eletricidade e elemagnetismo.
Faraday ficou extremamente animado quando o físico dinamarquês Oersted demonstrou empiricamente a relação entre eletricidade e magnetismo em 1820, observando que um fio condutor de corrente poderia mover uma agulha magnética em uma bússola.
Faraday projetou múltiplos experimentos. Por exemplo, ele enrolou dois solenóides de arame em torno de um anel de ferro e viu que quando, por meio de uma chave, passava corrente por um dos solenóides, uma corrente era induzida no outro. Faraday atribuiu o surgimento da corrente a mudanças no fluxo magnético ao longo do tempo.
Consequentemente, Faraday foi o primeiro a demonstrar a relação entre campos magnéticos e campos elétricos, como pode ser visto nos dois experimentos descritos. Na verdade, a equação da Lei de Faraday tornou-se parte das declarações da lei de Maxwell.
Fórmula da lei de Faraday
A lei de Faraday é geralmente expressa pela seguinte fórmula:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Onde FEM ou Ɛ representam a Força Eletromotriz induzida (a voltagem), e dϕ / dt é a taxa de variação temporal do fluxo magnético ϕ.
Exemplos de aplicação da lei de Faraday
Objetos do cotidiano, como fornos elétricos, são possibilitados pela lei de Faraday.
Praticamente toda a tecnologia elétrica é baseada na lei de Faraday, principalmente no que diz respeito a geradores, transformadores e motores elétricos.
Por exemplo, o motor de corrente contínua foi baseado no uso de um disco de cobre que girou entre as extremidades de um ímã, gerando um corrente continua.
Deste princípio aparentemente simples segue a invenção de coisas complexas como um transformador, um gerador de corrente alternada, um freio magnético ou um fogão elétrico.
Lei de Lenz
Esta lei vem da aplicação doprincípio de conservação de energia à indução eletromagnética, que permite a obtenção do conclusão que o EMF produzido por uma mudança no fluxo magnético (lei de Faraday), gera uma corrente com uma direção que se opõe à variação do fluxo que a produz.
Isso se traduz, em termos matemáticos, no acréscimo à lei do sinal negativo de Faraday, sendo formulada da seguinte forma:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Essa lei é fundamental para determinar e controlar a direção em que o fluxo elétrico de um circuito viaja. Seu nome se deve ao fato de que o cientista alemão Heinrich Lenz o formulou em 1834.