Autoindução

Quando a corrente que atravessa um indutor varia, o fluxo magnético ΦB que atravessa as espiras também varia, o que significa, de acordo com a lei de Faraday, que uma força eletromotriz induzida aparece no indutor.

Uma força eletromotriz induzida aparece em todo indutor cuja corrente está variando.

Esse processo (veja a Fig. 30-13) é chamado de autoindução, e a força eletromotriz associada recebe o nome de força eletromotriz autoinduzida. Como qualquer força eletromotriz induzida, a força eletromotriz autoinduzida obedece à lei de Faraday.

Figura 30-13 Quando fazemos variar a corrente em um indutor mudando a posição do contato de um resistor variável, uma força eletromotriz autoinduzida aparece no indutor enquanto a corrente está variando.

De acordo com a Eq. 30-28, para qualquer indutor,

Segundo a lei de Faraday,

Combinando as Eqs. 30-33 e 30-34, temos

Assim, em qualquer indutor, como uma bobina, um solenoide ou um toroide, uma força eletromotriz induzida aparece sempre que a corrente varia com o tempo. O valor da corrente não tem nenhuma influência sobre o valor da força eletromotriz induzida; o que importa é a taxa de variação da corrente.

Sentido. Para determinar o sentido da força eletromotriz autoinduzida, basta aplicar a lei de Lenz. O sinal

negativo da Eq. 30-35 indica que, como diz a lei, a força eletromotriz autoinduzida se opõe à variação da corrente i. O sinal negativo pode ser ignorado se estivermos interessados apenas no valor absoluto de .

Suponha que, como na Fig. 30-14a, uma bobina seja percorrida por uma corrente i que está aumentando com

o tempo a uma taxa di/dt. Na linguagem da lei de Lenz, o aumento da corrente é a “variação” a que se opõe a autoindução. Para que haja essa oposição, é preciso que o sentido da força eletromotriz autoinduzida na bobina seja tal que a corrente associada tenha o sentido oposto ao da corrente i. Se a corrente i está diminuindo com o

tempo, como na Fig. 30-14b, o sentido da força eletromotriz autoinduzida é tal que a corrente associada tem o mesmo sentido que a corrente i, como mostra a figura. Em ambos os casos, a força eletromotriz tenta (mas não consegue) manter a situação inicial.

Potencial Elétrico. No Módulo 30-3, vimos que não é possível definir um potencial elétrico para um campo

elétrico induzido por uma variação de fluxo magnético. Isso significa que, se uma força eletromotriz autoinduzida

é induzida no indutor da Fig. 30-13, não podemos definir um potencial elétrico no interior do indutor, onde o fluxo magnético está variando. Entretanto, podemos definir potenciais elétricos em pontos do circuito que estão do lado de fora do indutor, ou seja, em pontos onde os campos elétricos se devem a distribuições de carga e aos potenciais elétricos associados.