Dois Experimentos

As observações que levaram a essa lei, feitas por Michael Faraday e outros cientistas, eram a princípio apenas ciência básica. Hoje, porém, aplicações dessa ciência básica estão em toda parte. A indução é responsável, por exemplo, pelo funcionamento das guitarras elétricas que revolucionaram o rock e ainda são muito usadas na música popular. Também é essencial para a operação dos geradores que fornecem energia elétrica a nossas cidades e dos fornos de indução usados na indústria quando grandes quantidades de metal têm que ser fundidas rapidamente.

Antes de tratarmos de aplicações como a guitarra elétrica, vamos discutir dois experimentos simples relacionados à lei de indução de Faraday.

Dois Experimentos

Primeiro Experimento. A Fig. 30-1 mostra uma espira de material condutor ligada a um amperímetro. Como não existe bateria ou outra fonte de tensão no circuito, não há corrente. Entretanto, quando aproximamos da espira um ímã em forma de barra, o amperímetro indica a passagem de uma corrente. A corrente desaparece quando o ímã para. Quando afastamos o ímã da espira, a corrente torna a aparecer, no sentido contrário. Repetindo o experimento algumas vezes, chegamos às seguintes conclusões:

1. A corrente é observada apenas se existe um movimento relativo

entre a espira e o ímã; a corrente desaparece no momento em que o

movimento relativo deixa de existir.

2. Quanto mais rápido o movimento, maior a corrente.

3. Se, quando aproximamos da espira o polo norte do ímã, a corrente

tem o sentido horário, quando afastamos o polo norte do ímã, a

corrente tem o sentido anti-horário. Nesse caso, quando aproximamos

da espira o polo sul do ímã, a corrente tem o sentido anti-horário, e

quando afastamos da espira o polo sul do ímã, a corrente tem o sentido

horário.

A corrente produzida na espira é chamada de corrente induzida; o trabalho realizado por unidade de carga para produzir a corrente (ou seja, para colocar em movimento os elétrons de condução responsáveis pela corrente) é chamado de força eletromotriz induzida; o processo de produzir a corrente e a força eletromotriz recebe o nome de indução.

Segundo Experimento. Para esse experimento, usamos o arranjo da

Fig. 30-2, com duas espiras condutoras próximas uma da outra, mas sem se tocarem. Quando a chave S é fechada, fazendo passar uma corrente na espira da direita, o amperímetro registra, por um breve instante, uma corrente na espira da esquerda. Quando a chave é aberta, o instrumento também registra uma corrente, no sentido oposto. Observamos uma corrente induzida (e, portanto, uma força eletromotriz induzida) quando a corrente na espira da direita está variando (aumentando ou diminuindo), mas não quando é constante (com a chave permanentemente aberta ou permanentemente fechada).

A força eletromotriz induzida e a corrente induzida nesses experimentos são aparentemente causadas pela variação de alguma coisa, mas qual é essa “coisa”? Faraday encontrou a resposta.

Figura 30-1 Um amperímetro revela a existência de uma corrente na espira quando o ímã está em movimento em relação à espira.