Leis de Faraday e Ampère - Eletromagnetismo Engenheiros Elétricos
Introdução
As leis de Faraday e Ampère são duas leis fundamentais da eletromagnetismo. Elas descrevem a relação entre campos elétricos e magnéticos, e são usadas para explicar uma ampla gama de fenômenos eletromagnéticos.
Lei de Faraday
A lei de Faraday afirma que uma corrente elétrica é induzida em uma espira quando o fluxo magnético através da espira varia.
A lei de Faraday pode ser expressa matematicamente pela seguinte equação:
ε = -dφ/dt
Onde:
- ε é a força eletromotriz induzida (em volts)
- φ é o fluxo magnético (em webers)
- t é o tempo (em segundos)
Exemplos de aplicação da lei de Faraday
A lei de Faraday é aplicada em uma ampla gama de dispositivos elétricos, incluindo:
Geradores elétricos: Os geradores elétricos usam a lei de Faraday para converter energia mecânica em energia elétrica.
Motores elétricos: Os motores elétricos usam a lei de Faraday para converter energia elétrica em energia mecânica.
Transformadores: Os transformadores usam a lei de Faraday para aumentar ou diminuir a tensão de uma corrente elétrica.
Lei de Ampère
A lei de Ampère afirma que uma corrente elétrica cria um campo magnético ao seu redor.
A lei de Ampère pode ser expressa matematicamente pela seguinte equação:
B = μ0I/2πr
Onde:
- B é a intensidade do campo magnético (em teslas)
- μ0 é a permeabilidade magnética do vácuo (em henrys por metro)
- I é a corrente elétrica (em amperes)
- r é a distância da corrente elétrica (em metros)
Exemplos de aplicação da lei de Ampère
A lei de Ampère é aplicada em uma ampla gama de dispositivos elétricos, incluindo:
Bobinas: As bobinas usam a lei de Ampère para criar campos magnéticos uniformes.
Ímãs: Os ímãs usam a lei de Ampère para criar campos magnéticos permanentes.
Relés: Os relés usam a lei de Ampère para controlar a passagem de corrente elétrica.
Relação entre as leis de Faraday e Ampère
As leis de Faraday e Ampère estão intimamente relacionadas. Elas mostram que campos elétricos e magnéticos podem se induzir mutuamente.
A lei de Faraday afirma que uma corrente elétrica é induzida em uma espira quando o fluxo magnético através da espira varia. A lei de Ampère afirma que uma corrente elétrica cria um campo magnético ao seu redor.
Essas duas leis podem ser combinadas para mostrar que a variação do campo magnético em um circuito elétrico pode induzir uma corrente elétrica no circuito. Esse fenômeno é conhecido como indução eletromagnética.
Aplicações da indução eletromagnética
A indução eletromagnética é uma das aplicações mais importantes da eletromagnetismo. Ela é usada em uma ampla gama de dispositivos elétricos, incluindo:
Geradores elétricos: Os geradores elétricos usam a indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica.
Motores elétricos: Os motores elétricos usam a indução eletromagnética para converter energia elétrica em energia mecânica.
Transformadores: Os transformadores usam a indução eletromagnética para aumentar ou diminuir a tensão de uma corrente elétrica.
Microfones: Os microfones usam a indução eletromagnética para converter ondas sonoras em sinais elétricos.
Transmissores e receptores de rádio: Os transmissores e receptores de rádio usam a indução eletromagnética para transmitir e receber ondas eletromagnéticas.