A força eletromotriz pode ser gerada de várias maneiras, como aquecimento de termopares, reações químicas, etc. O método mais popular e amplamente utilizado de geração de força eletromotriz é baseado no eletromagnetismo.
Após os efeitos magnéticos de uma corrente elétrica, foram feitas tentativas de criar uma corrente elétrica usando magnetismo em vez de atraí-la através do condutor que transporta a corrente. Foi inventado em 1831 pelo físico inglês Michael Faraday, que conseguiu obter uma força eletromotriz a partir do fluxo magnético. A indução eletromagnética é o fenômeno no qual uma força eletromotriz é obtida por meio de mudança.
Lei de indução eletromagnética de Faraday
De acordo com a lei da indução eletromagnética de Faraday, um campo magnético variável induz uma força eletromotriz em um condutor. Isto pode acontecer em dois cenários: quando um campo magnético se move em relação a um condutor estacionário ou quando um condutor se move através de um campo magnético estático. Em ambos os casos, o movimento relativo ou mudança na intensidade do campo magnético cria uma tensão induzida.
Força eletromotriz e diferença de potencial
Vamos primeiro examinar o experimento conduzido por Faraday para compreender a indução de força magnética.
Considere uma bobina com N espiras conectada a um galvanômetro. Fig. O medidor mostra o fluxo de corrente dentro do circuito, se houver. Um ímã estático é influenciado em relação à bobina e certas linhas de força magnética associadas à fechadura são alteradas. Sempre que ocorre um movimento de interesse fixo, o medidor desvia e indica o fluxo de corrente através do circuito.
A deflexão continua enquanto o ímã estiver em movimento. Quanto mais rápido o ímã for influenciado, maior será a deflexão. Atualmente, a deflexão do galvanômetro indica o fluxo de corrente. No entanto, para que a eletricidade flua, uma força eletromotriz deve estar presente. Portanto, tal movimento das linhas de fluxo em relação à bobina cria uma força eletromotriz que conduz a corrente através do circuito. Este pode ser o ponto onde a trava na qual a força eletromotriz é gerada é fixada e o ímã é influenciado para produzir movimento de fluxo relativo em relação ao eixo.
Princípios e Aplicações
A indução eletromagnética é o princípio básico de funcionamento dos geradores elétricos que convertem energia mecânica em energia elétrica. Em um gerador, uma bobina rotativa de fio é colocada em um campo magnético. À medida que a bobina gira, o campo magnético que flui através dela muda, induzindo uma corrente alternada (CA) no anel. Essa corrente alternada pode então ser usada para alimentar dispositivos elétricos.
Outra aplicação importante da indução eletromagnética são os transformadores. Os transformadores usam duas bobinas, chamadas primárias e secundárias, enroladas em torno de um núcleo de ferro comum. Quando uma corrente alternada flui através da bobina primária, o campo magnético do núcleo muda. Este campo magnético variável induz então uma tensão na bobina secundária, permitindo uma transferência eficiente de energia elétrica e conversão de tensão.
A indução eletromagnética também encontra aplicação em dispositivos como cooktops de indução, sistemas de carregamento sem fio e sensores magnéticos. É um princípio fundamental do eletromagnetismo e revolucionou diversas indústrias ao possibilitar a geração, transmissão e utilização de energia elétrica em nosso dia a dia.
Efeito magnético de uma corrente elétrica
O efeito magnético de uma corrente elétrica, também conhecido como eletromagnetismo, é um fenômeno fascinante que está no centro de muitos avanços tecnológicos. Quando uma corrente elétrica flui através de um condutor, ela cria um campo magnético ao seu redor. Este campo magnético é caracterizado por uma direção e intensidade que dependem da direção e intensidade da corrente.
Para haver uma força eletromotriz induzida, teria que haver o seguinte:
- Uma bobina ou condutor.
- Um campo magnético (ímã permanente ou eletroímã).
- Movimento relativo entre o condutor e o fluxo magnético (conseguido movendo o condutor em relação à instabilidade ou movendo-se em relação ao condutor)
Leis do magnetismo
Observações semelhantes podem ser obtidas movendo uma bobina no campo magnético do ímã estático conectado, criando um movimento relativo entre o fluxo e a bobina. Este arranjo também é mostrado na Fig. A bobina AB é influenciada por alguns pulsos externos no campo magnético de um ímã permanente fixo. A bobina está conectada ao dispositivo de medição.
O medidor apresentará deflexão quando o condutor AB for movido na direção mostrada na figura, indicando o fluxo de corrente através da bobina AB. Da mesma forma, num campo magnético, quanto maior a deflexão, mais rápido o condutor se moverá.
Em qualquer caso, o que ocorre principalmente é uma alteração nas linhas de fluxo no condutor, ou seja, as linhas de fluxo são interrompidas pelo condutor, induzindo assim uma força eletromotriz.
Neste experimento, as leis expressas por Faraday são chamadas de leis de indução eletromagnética de Faraday.
