Física Geral e Experimental III Prof. Cláudio Graça. Capítulo 8
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- Lucas Gabriel Fonseca Lobo
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1 Aua 8- nduçã Magnética Física Gea e Expeimenta Pf. Cáudi Gaça Capítu 8
2 Demnstaçã da Lei de Faaday Link-: Demnstaçã da Lei de Faaday-Lenz Link-: Demnstaçã da Lei de Faaday-Lenz PhET Devepment Team
3 nduçã Magnética Jseph Heny e Miche Faaday, descbiam paticamente a mesm temp a induçã magnética, mas a induçã é e Faaday, pis ee fi pimei a pubica seus esutads. Faaday (79-867) é fams pes seus expeiment... Leia a Encicpédia itânica... Faad = F Heny = H Tm A Expeiment: Lei de Faaday
4 Expeiments de Faaday Expeiências de Faaday, cm dis senóides paaes, um igad a uma bateia () e ut a um gavanômet (): (a) quand a chave em () é fechada apaece uma cente induzida em (), cuj sentid se põe a cesciment d camp na pimeia. (b) quand a chave é abeta em () suge uma cente induzida na bbina em (), tentand mante a cente da pimeia.
5 Lei de Faaday n maneias de pduzi a induçã
6 Lei de Faaday O fux d camp magnétic: da Lei de Faaday: O fux magnétic atavés de um cndut em fma de espia, vaia n temp, pduz uma fem na espia: d é denminada fem induzida.
7 Lei de Lenz Vaiand camp magnétic fem na espia cnduta cente na espia cnduta camp magnétic pduzid pea cente que se põe à vaiaçã d camp magnétic
8 Centes nduzidas da Paa um camp cnstante pde se simpificad paa: A A fem induzida é btida pea ei de Faaday: d d A da Lei de Lenz: A dieçã da fem é ta que gea um camp magnétic que se põe à vaiaçã d fux d camp magnétic Vaiaçã d camp magnétic Vaiaçã da áea
9 Camps Eétics nduzids Fux d camp magnétic atavés de uma espia cnduta e dieçã da fem induzida, na espia, dependend d va e da vaiaçã d camp magnétic.
10 Estud quantitativa da nduçã A enegia deve se cnsevada sempe! Ptant quand se estabeece uma cente eética em um espia cnduta, pea vaiaçã d fux de camp magnétic, a fça que se utiiza paa iss deve pduzi uma quantidade de tabah idêntic a va dissipad pea cente: P Ri d V R d R ( Lx) L v Tabah eaizad pea fça: L dx Lv Lv F il L L v R R dw dx W F ds Fx, P F Fv P L v R cnstante mas a espia é móve A enegia é cnsevada!!!
11 Camps Eétics nduzids A anáise da fem induzida ns msta que ea é difeente da pduzida p uma bateia, pis, em vez de caizada cm esta, é distibuída a ng da espia. A ei de Faaday eamente diz que: E. ds d O pecus de integaçã d camp eétic é feit em tn da áea usada paa cacua a vaiaçã d fux n ad dieit da equaçã. Pde-se ptant esceve esta equaçã de fma equivaente paa fux, F. E. ds Onde a integaçã d camp eétic é feita na espia que cntém a áea de integaçã d fux. d. da
12 Camp Eétic nduzid Quand um camp magnétic vaia n temp, se estabeece um camp eétic induzid, que envve camp magnétic. A ei de Faaday eacina s dis camps da seguinte maneia: d E. ds. da O camp eétic induzid é difeente d camp eétic estátic, pis as suas inhas de camp fmam espias fechadas. Um camp eétic induzid nã pde ce na fma estacináia.
13 Aut-nduçã mment que uma cente eética é ciada em um senóide V ( t) ( t) R Se a cente aumenta n temp: d/ > 0 camp magnétic n senide aumenta: d/ > 0 e pea ei de Faaday: uma fem é induzida, pnd-se a d/ e d/, pnd-se dessa maneia à dieçã de. d Se d/<0, ce inves a cente induzida cia um camp tentand mante camp existente. Este efeit é chamad de Aut-nduçã
14 Aut-nduçã O cnceit de indutância discutid acima se apica também a um únic cicuit isad. Uma vaiaçã na cente deste cicuit, induziá nee pópi uma fça eetmtiz. A este cnceit denminams de aut-induçã, ist é cicuit induziá nee pópi uma cente paa se p a vaiaçã fux magnétic ciad pea cente ea n cicuit. A equaçã que desceve esta fem induzida é dada p; i d O fux magnétic é definid a pati da sua eaçã cm a cente eética: L a qua a cnstante L é denminada, aut-indutância u simpesmente indutância, A fem induzida seá entã, dada p i d L d A ei de Ôhm pdeá se escita cndeand a duas fem: L d R V ( t) i f
15 Aut-ndutância O camp magnétic gead n senóide, pde vaia se a cente vaia, fazend sugi um camp induzid, que efça u enfaquece camp existente, cnfme sina da deivada da cente (d/ e d/). O fux magnétic pde se cacuad a pati de um paâmet denminad aut-indutância L. Li Pea ei de Faaday: d d L L R dv
16 Lei de Faaday, paa espias em séie Cicuit cntend espias de mesma áea magnétic atavés de uma espia. Espias em séie; as fem se smam! d
17 ndutes & ndutância O camp magnétic em cada pnt d espaç, pde se definid pea cicuaçã d camp eétic em uma espia, u pea cente que cicua na mesma, ptant fux magnétic pde de fma simpificada se cnsidead ppcina a essa cente: L Da mesma fma que ns capacites, camp eétic é ppcina à caga, pde-se defini, a indutância, cm um paâmet, que estabeece a ppcinaidade d fux cm a cente. A indutância de espias pde se definida cm: Tm L H= i A Heny Paa um senóide a indutância p unidade de cmpiment seá: L i ( n)( ni) A i n A intduzi uma substância femagnética dent d indut, a indut6ancia aumenta devid à cncentaçã das inhas de camp, e ptant aument d fux magnétic. A
18 Cácu da ndutância: Senide L na L i ( n)( n) A n A ndutância p unidade de cmpiment L ( n)( n) A n A ndutância
19 Cácu da ndutância: Cab caxia L n. d d da O camp magnétic tem inhas cicuaes, nas quais camp vae: Ptant fux que atavessa a seçã AA D D DRÁ Ptant a indutância seá: n L Dis cndutes cncêntics sepaads p dieétic
20 nduçã Mútua Supnhams que s dis cicuits iniciamente pssuam cente. este cas, cada um dees pde pvca induçã eetmagnética n ut. A iss chamams induçã mútua. P exemp, se as duas bbinas da figua fem pecidas p centes vaiáveis, haveá induçã mútua ente eas. L indutância, u aut indutância M indutância mútua d M M d
21 nduçã Mútua Duas espias u mesm dis senóides póxims, pecids p centes e espectivamente induzem mutuamente camps magnétics. L L M M O va das fem induzidas seá: d d d L M d L M d d
22 ndutância Mútua de dis Senóides Cncêntics ) ( ) ( ) ( ) ( Cnsidee dis senides cncêntics de ais e pecids p centes e e cmpiment
23 ndutância Mútua:Senóides Cncêntics ) ( ) ( ) d d ( d ) d d ( d ; ; M L M L
24 Tansfmad Um tansfmad é um dispsitiv que tansfee enegia eética de um cicuit paa ut atavés de cndutes indutivamente acpads As bbinas d mesm. O ppósit ds tansfmades é mdifica as difeenças de ptencia (tensões) de cicuits eétics u atea s seus vaes de impedância. Opeam apenas em cente atenada (CA) e tend p base s pincípis da Lei de Faaday e da Lei de Lenz. Expicaçã Quand uma cente eética vaiáve passa atavés d pimei enament (a bbina pimáia) de um tansfmad pduz um fux magnétic vaiáve sbe núce deste, que cia p sua vez um camp magnétic vaiáve a ng d segund enament (a bbina secundáia). O efeid camp magnétic induz uma fça eetmtiz vaiáve (u tensã) na bbina, fenómen que é designad cm induçã mútua.
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