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Biblioteca de Física
Curso: Biblioteca de Física > Unidade 13
Lição 4: Fluxo magnético e Lei de Faraday- Fluxo e fluxo magnético
- O que é fluxo magnético?
- Introdução à Lei de Faraday
- Lei de Lenz
- Exemplo da Lei de Faraday
- O que é a Lei de Faraday?
- Campo eletromagnético induzido em um fio atravessando um campo magnético
- Lei de Faraday para a geração de eletricidade
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Lei de Lenz
Lei de Lenz - vendo que o campo magnético induzido por uma corrente induzida por uma variação no fluxo magnético (Lei de Faraday) anula a variação no fluxo.
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Transcrição de vídeo
RKA10GM Eu representei aqui um loop quadrado de um condutor,
vamos dizer que é um fio que está estacionário, e está sob um campo magnético. E também desenhei alguns vetores
que representam um campo magnético, e você pode ver que, pelo menos na superfície
delimitada pelo contorno do fio, o campo magnético parece constante. Então, se tivéssemos somente este cenário,
não haveria nada de tão especial. Mas começa a ficar mais interessante se modificarmos
o fluxo magnético através dessa superfície. Ambas as figuras à direita mostram o mesmo cenário
no qual aumentamos o fluxo magnético. Você pode ver em cada ponto
que o vetor do campo magnético indica que ele aumentou de intensidade,
ficou mais forte, ou seja, o fluxo aumentou. Representamos o fluxo pela letra grega Φ,
fluxo magnético do campo "B". O fluxo modificou, foi aumentado, e sabemos pela lei de Faraday
que, se há uma variação no fluxo magnético, então, há uma corrente induzida nesse loop. E uma questão interessante é: Qual é o sentido que essa corrente vai percorrer?
Temos duas opções: A corrente poderia ir no sentido horário ou poderia ir no sentido anti-horário. Em qual dos dois você acha que ela vai? Vamos pensar um pouco sobre isso. Sabemos que uma corrente fluindo através de um fio induz um campo magnético além do campo magnético que já existe ali. Então, vamos pensar
sobre o tipo de campo magnético que esta corrente em laranja iria induzir. Se a corrente estivesse no sentido anti-horário... Lembre-se de usar a regra da mão direita: eu coloco a minha mão direita, posiciono o meu polegar apontando
na direção e no sentido da corrente, e os outros dedos envolvendo o condutor
vão indicar o sentido do campo magnético. Ou seja, a corrente induziria
um campo magnético com a mesma direção e o mesmo sentido
do campo magnético que já existe ali. Perceba que, neste caso, o campo magnético gerado pela corrente seria aditivo
em relação ao campo magnético que já existia e teve o fluxo aumentado. Isso faria com que aumentássemos
ainda mais o fluxo. Estes vetores iam ter
a sua intensidade ainda mais aumentada, iriam crescer mais e mais. E o que vai acontecer? Se o fluxo cresce mais,
a corrente vai crescer mais, o que vai gerar um fluxo maior,
e assim por diante, infinitamente. Geraria um ciclo infinito
em que a corrente aumenta, o fluxo aumenta,
a corrente aumenta e assim por diante. E isso violaria a lei da conservação de energia. Isso já é um bom argumento
pelo qual este sentido da corrente não faz sentido. Não devemos esperar a corrente no sentido de maneira que o campo magnético por ela induzido tenha o mesmo sentido do fluxo magnético
aumentando no campo magnético que já existia ali. Vamos usar novamente
a regra da mão direita neste outro cenário. O polegar apontando na direção
e no sentido da corrente e os outros dedos envolvendo
o condutor vão indicar que a corrente geraria um campo magnético
apontado para baixo. Ou seja, este campo magnético
induzido pela corrente seria contrário ao aumento de fluxo
do campo magnético. Ou seja, a corrente produz um campo magnético que vai no sentido de diminuir aquele outro campo magnético cujo fluxo está sendo aumentado. Então, uma vez mais, se você olha para a superfície,
a corrente iria induzir um campo magnético que está indo naquela direção,
naquele sentido contrário à variação de fluxo magnético. E isso faz sentido porque não cairíamos naquele ciclo infinito que vimos no outro cenário, em que o fluxo magnético vai ficar mais forte, mais forte e mais forte. E essa ideia, que a orientação da corrente que é induzida, produzirá um campo magnético, que vai contrário à mudança de fluxo magnético,
é chamada de lei de Lenz. Se não fosse assim, teríamos uma situação
que violaria o princípio da conservação de energia. Se você tem um fluxo sendo alterado
em um certo sentido, para pensar qual é
a direção e o sentido da corrente, ou melhor, qual é o sentido
em que a corrente deve fluir, você deve analisar que tipo de campo magnético
cada sentido da corrente produziria. E o campo magnético
que deve ser induzido pela corrente é aquele que vai contra a variação
do fluxo magnético. Então, se o fluxo magnético está aumentando, o campo magnético induzido pela corrente
deve fazer o fluxo diminuir. Se o fluxo estiver diminuindo, então, a corrente induzida pelo campo magnético deve induzir um campo
que faça o fluxo diminuir menos. Ou seja, deve ser aditiva
em relação ao campo magnético. Até o próximo vídeo!