EO- sumário 14. Raquel Crespo Departamento Física, IST-Tagus Park. Lei de Faraday Lei de Lenz Exemplo de aplicação Geradores de corrente alterna

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1 EO- sumário 14 Raquel Crespo Departamento Física, IT-Tagus Park Lei de Faraday Lei de Lenz Exemplo de aplicação Geradores de corrente alterna

2 A caminho da lei de Faraday... Exemplo: Movimento de uma barra condutora na presença de um campo magnético B

3 A caminho da lei de Faraday... F m Neste exemplo da barra condutora na presença de uma campo magnético, a força magnética separa as cargas eléctricas criando um campo eléctrico e portanto uma diferença de potencial entre os terminais da barra. Esta diferença de potencial gerada é a força electromotriz ε No equilibrio as duas forças anulamse. V B E d l (volt) A barra condutora na presença de uma campo magnético

4 A caminho da lei de Faraday... Considere uma barra a mover-se ligada a um condutor mergulhado num campo magnético uniforme. A diferença de potencial nos terminais da barra é: O fluxo do campo magnético através da superfície fechada definida pelo circuito BA Blx A área varia no tempo e portanto o fluxo do campo magnético também! Área da superfície fechada A(t) lx(t)

5 A caminho da lei de Faraday... A corrente induzida cria um campo magnético induzido B ind ++ B ind -- Lei de Lenz : A variação do fluxo do campo magnético dá origem a uma força electromotriz induzida, ε, que se opõe a a varição de fluxo do campo magnético que lhe deu origem

6 Lei de Faraday Lei de Lenz Conclusão: Para produzir uma força electromotriz basta fazer variar no tempo o fluxo do campo magnético! O Fluxo do campo magnético pode variar no tempo de 3 maneiras: B n ˆ da Bcosθ da Variação área no tempo (t) Variação do campo no tempo B(t) Variação do ângulo no tempo θ(t)

7 Lei de Faraday Exemplos de variação no tempo do fluxo do campo magnético: Variação área A(t) Variação do campo B(t) Variação do ângulo θ(t)

8 Lei de Faraday Uma variação no fluxo do campo magnético produz um campo eléctrico. Os campos eléctricos e magnéticos estão correlacionados!!

9 Lei de Lenz Vamos assumir que: Qual o sentido da corrente induzida?

10 Lei de Lenz Lei Lenz: e existir uma variação do fluxo do campo magnético no tempoaparece uma força electromotriz de modo que a corrente induzida se opõe á variação que lhe deu origem daí o sinal negativo

11 Exercício de aplicação B Uma espira rectangular (altura a, comprimento b, resistência R, massa m) move-se com velocidade constante v 0 segundo a direcção +x como mostra a figura. No instante t 0, a espira entra numa região com um campo magnético constante B segundo a direcção -z. v 0 a) Qual a força electromotriz induzida? b) Qual a corrente induzida e qual o seu sentido? c) Qual direcção, sentido e intensidade da força que é exercida na espira quando metade desta está mergulhada no campo magnético? Compreensão do fenómeno físico: Pela lei de Faraday, a variação do fluxo do campo mangnético origina força electromotriz induzida ε ind A força electromotriz induzida ε ind gera uma corrente i ind Uma espira pecorrida por uma corrente (i ind ) na presença de um campo magnético fica sujeita a uma força magnética.

12 Exercício de aplicação (continuação) Uma espira rectangular (altura a, comprimento b, resistência R, massa m) move-se com velocidade constante v 0 + x segundo a direcção +x como mostra a figura. No instante t 0, a espira entra numa região com um campo magnético constante B segundo a direcção -z. da v 0 B a) Determinação ε ind pela lei de Faraday ε d dt d dt B n d B d dt d B da dt ε Bav 0 b) Determinação Ι ind pela lei de Ohm entido da corrente pela lei de Lenz: anti-horário

13 Exercício de aplicação (continuação) Uma espira rectangular (altura a, comprimento b, resistência R, massa m) move-se com velocidade constante v 0 + x segundo a direcção +x como mostra a figura. No instante t 0, a espira entra numa região com um campo magnético constante B segundo a direcção -z. v 0 B d) Determinação da força magnética B Neste exemplo : F I v 0 I I ind L a F I ind ab Bav 0 R ab B2 a 2 v 0 R F B 2 a 2 v 0 R e x