EE24 - INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Electricity/electroinduction.php

Após ler essa seção você estará apto ao seguinte:

• Explanar como corrente elétrica pode ser induzida em um condutor sem haver o contato elétrico com um fonte.
• Descrever o processo de indução.

Já vimos que se uma corrente elétrica flui por um condutor, haverá um campo magnético associado a essa corrente gerado ao redor do fio. De forma similar, se movermos um fio condutor numa região onde existe um campo magnético isto gerará uma corrente elétrica no fio.

Corrente elétrica é produzida num condutor quando ele é movido através de um campo magnético porque as linhas de força magnética aplicam uma força nos elétrons livres dos átomos do material do condutor provocando sua movimentação. O processo de geração de corrente elétrica em um condutor colocando-o na presença de um campo magnético variável é chamado indução. Chama-se a esse fenômeno indução porque não há conexão física entre o condutor e o ímã (produtor do campo magnético). A corrente é ditar ter sido induzida no condutor pelo campo magnético. Quando ocorrer a indução eletromagnética no condutor, que freqüentemente é um pedaço de fio, é esse estiver posicionado perpendicularmente as linhas de força maior será a atuação (força) sobre os elétrons livres. A direção do fluxo de corrente induzida é determinada pela direção das linhas de força e pela direção que o fio está se movimentando no campo magnético.

Se uma corrente CA é alimentada através do fio, o campo magnético que é produzido está permanentemente crescendo, diminuindo e mudando de sentido devido as mudanças análogas que estão ocorrendo na corrente. Então, esse campo magnético variável pode induzir corrente em outro condutor colocado próximo ao primeiro. A corrente no segundo fio também será CA e de fato muito similar a corrente fluindo no primeiro fio.

É comum se espiralar o fio, formando uma bobina para concentrar a intensidade do campo magnético no interior da bobina. Enrolando o fio ao redor de uma barra de ferro aumentará ainda mais o campo magnético produzido. O campo magnético produzido dessa forma será maior dentro da barra de ferro e nos seus extremos (polos do eletroímã).

A seguir temos mais informações a respeito da criação de um transformador de energia elétrica

CRIANDO UM TRANSFORMADOR

De que é composto um transformador?

Como vimos até aqui, é comum se enrolar um fio formando uma bobina para concentrar a intensidade do campo magnético na bobina. Espiralando esse fio ao redor de uma barra de ferro concentrará ainda mais o campo magnético na barra de ferro e nos seus extremos (polos).

Se empregarmos esse conceito ainda mais adiante e enrolar um segundo fio para formar outra bobina na mesma barra de ferro, produziremos uma forte interação de acoplamento entre os dois enrolamentos (bobinas). Quando uma corrente AC está fluindo por uma das bobinas, corrente similar será induzida na segunda bobina. Mesmo que nessa situação não exista uma conexão elétrica direta entre as duas bobinas, podemos induzir corrente elétrica na segunda bobina a partir da primeira. Freqüentemente empregamos esse tipo de arranjo de bobinas para fazer corrente fluir na primeira bobina e modifica-la de alguma forma mais útil para produzir trabalho na segunda bobina. Isso é o que é normalmente chamado de transformador.

Como pode ser visto na figura acima, transformadores têm pelo menos dois enrolamentos. Um é chamado primário, o outro secundário. Na bobina primaria é onde alimentamos corrente CA. Na bobina secundária é onde a corrente é induzida para fazer alguma forma de transformação de energia. Nesse caso a corrente foi usada para alimentar uma carga elétrica. Existem vários tipos de transformadores de energia elétrica. O exemplo acima é um bem simples. A barra de ferro usada como núcleo ajuda na transferência de uma maior quantidade de energia magnética da bobina primária para a secundária.

Como a indução mútua funciona?

A bobina secundária também produz um campo magnético que aumenta, diminui e inverte a direção assim como o campo da bobina primária. O acoplamento da energia magnética entre essas duas bobinas é chamada indução mútua. Indução Mútua descreve o fato que essas duas bobinas compartilham as linhas de força magnética que estão sendo geradas por ambas bobinas. Em outras palavras, ambas as bobinas estão sendo afetadas pelos campos magnéticos induzidos pela outra bobina. Os resultados desse acoplamento mútuo pode ser bastante complexo. Nossa preocupação será apenas como esse conceito se aplica aos princípios do ensaio de correntes parasitas.

Revisão

1. Se movermos um condutor em um campo magnético variável, uma corrente elétrica é induzida no condutor (fio)
2. Uma corrente CA numa bobina pode induzir corrente CA em outra bobina de fios próxima.