Lei de Indução de Michael Faraday

A lei de Faraday-Neumann-Lenz, ou conhecida como lei da indução de Faraday ou indução eletromagnética, é uma equação básica dentro do ramo sobre eletromagnetismo. Ela determina um campo magnético que interage com um circuito elétrico para produzir assim uma força eletromotriz, o fenômeno é chamado de indução eletromagnética.

Toda esta breve explicação é a base do funcionamento de inúmeros eletrônicos como transformadores, indutores, alternadores, principalmente, que atualmente é importante para o planeta Terra motores elétricos.

A Faraday atribui-se a descoberta da indução eletromagnética, por este motivo a lei possui seu nome, a qual foi comprovada inúmeras vezes a partir de experimentos. Suas aplicações são inúmeras, como dito anteriormente, como por exemplo, na área prática, quase todos os equipamentos eletroeletrônicos utilizam o fenômeno da indução, seja para produzir uma corrente contínua, como nos dínamos, ou uma corrente alternada, como em geradores, transformadores, todos por meio da variação no campo magnético, o que faz a indução ocorrer.

Equação de Maxwell-Faraday

É uma generalização da lei de Faraday, sendo uma das equações de Maxwell, a qual descreve como a variação de um campo magnético durante um espaço de tempo através de um circuito produz um campo elétrico não-eletrostático que, forma uma corrente elétrica.

O movimento relativo entre uma peça magnética e o condutor produz, ou não, um campo elétrico nessa experiência levaram a uma bifurcação, exercendo, por sua vez, papel muito importante no desenvolvimento das teorias criadas por Albert Einstein, como no caso da relatividade restrita, em 1905.

História

A indução eletromagnética foi descoberta por Michael Faraday e Joseph Henry. Faraday foi o primeiro a fazer publicações a respeito da indução, em 1831, o qual amarrou dois fios em lados opostos de um anel de ferro, esperando que quando fosse passada a corrente por um fio, este faria com que um fluxo passasse pelo anel de ferro e causaria um efeito no lado oposto.

Conectando os terminais dos fios, sendo o primeiro em um galvanômetro e o outro a uma bateria, foi detectado uma corrente transiente, sendo um surto de corrente elétrica em um pequeno espaço de tempo, chamando-a de onda de eletricidade, e esta ocorria quando o fluxo magnético mudava, ou seja, quando conectava e desconectava os fios.

Faraday baseou sua explicação nas chamadas linhas de força, mas no início foi rejeitado devido a não apresentação matemática. Somente quando James Clerk Maxwell usou das ideias de Faraday nas equações diferenciais, as quais Oliver Heaviside referiu-se como lei de Faraday, contudo era uma versão diferente da original. A versão que Heaviside explicita faz parte atualmente das equações de Maxwell.

A lei de Faraday e a relatividade

Inúmeros físicos observaram que a lei de Faraday é a única que tem a capacidade de descrever dois fenômenos diferentes. Uma força eletromotriz gerada por uma força magnética e uma força eletromotriz gerada por uma força elétrica por causa da mudança de campo magnético. Maxwell, em seu livro On Physical Lines of Force explica as diferenças cada uma delas com seus fenômenos.

Aplicações

Como já mencionado anteriormente, a aplicação desta lei nos eletroeletrônicos, atualmente, é muito grande, o que torna pertinente saber como ocorre o uso desta lei. Como no caso de um transformador, o qual consiste de um núcleo que contém o fluxo magnético internamente e interno a ele, existem duas bobinas, uma que chega com a tensão e a outra que sai com um fluxo diferente.

Os transformadores de tensão, chamados normalmente de transformadores, são capazes de aumentar ou diminuir os valores da tensão e seu funcionamento é baseado na criação de uma corrente induzida na segunda bobina, a partir da variação de fluxo gerada pela bobina que recebe a tensão de um gerador externo.