Indução Eletromagnética
Um fluxo magnético variável induz uma força eletromotriz e um campo elétrico, princípio subjacente a geradores e transformadores.
Definition
A indução eletromagnética é a geração de uma força eletromotriz e de um campo elétrico circulante por um fluxo magnético variável, quantificada pela lei de Faraday, com os efeitos induzidos opondo-se à mudança de acordo com a lei de Lenz.
Scope
Este tópico abrange a lei da indução de Faraday, a lei de Lenz e a direção dos efeitos induzidos, força eletromotriz de movimento e de transformador, autoindutância e indutância mútua, e a energia armazenada em campos magnéticos. Ele trata os campos elétricos induzidos como não conservativos e introduz as correntes de Foucault, deixando a radiação para tópicos posteriores.
Core questions
- Como um fluxo magnético variável impulsiona uma corrente em um circuito?
- Por que as correntes induzidas se opõem à mudança que as produz?
- Como são definidas a indutância e a energia magnética armazenada?
Key concepts
- fluxo magnético
- força eletromotriz
- lei de Faraday
- lei de Lenz
- autoindutância
- indutância mútua
- correntes de Foucault
- energia magnética
Key theories
- Lei da indução de Faraday
- A força eletromotriz em torno de um laço é igual a menos a taxa de variação do fluxo magnético através dele; na forma diferencial, o rotacional do campo elétrico é igual a menos a derivada temporal do campo magnético.
- Lei de Lenz
- A corrente induzida flui de modo a opor-se à mudança no fluxo que a causa, uma consequência da conservação de energia que fixa o sinal na lei de Faraday.
Clinical relevance
A indução é o princípio de funcionamento de geradores elétricos, transformadores, motores de indução e fogões de indução, carregamento sem fio e indutivo, e as bobinas de gradiente e de radiofrequência da ressonância magnética.
History
Faraday descobriu a indução eletromagnética em 1831, com Joseph Henry observando efeitos relacionados independentemente. Lenz estabeleceu a regra direcional em 1834, e Maxwell incorporou a indução em suas equações de campo como a lei do rotacional para o campo elétrico.
Key figures
- Michael Faraday
- Joseph Henry
- Heinrich Lenz
Related topics
Seminal works
- maxwell1873
- jackson1998
Frequently asked questions
- Qual é a diferença entre FEM de movimento e FEM de transformador?
- A FEM de movimento surge quando um condutor se move através de um campo magnético estático, enquanto a FEM de transformador surge de um campo variável no tempo através de um circuito estacionário; ambas são unificadas pela regra de fluxo de Faraday.
- Por que a lei de Lenz envolve um sinal de menos?
- A corrente induzida se opõe à mudança no fluxo para conservar energia; se ela reforçasse a mudança, criaria energia do nada, então o sinal de menos na lei de Faraday reflete essa oposição.